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力とパワーの違い

 

 

 

 

物理やバイオメカニクスの世界では、「力」と「パワー」は完全に別物です。

 

 

ここでは、このややこしい力とパワーの違いについて説明していきます。

 

 

バーベル100kgを担いでいても、パワーはゼロ

 

とは、物体の状態を変化させる能力の量を表すものです。

 

 

図のように100kgのバーベルを持っている人にかかる力は、重力やバーベル100kgの重さ、地面反力などが挙げられます。

 

 

 

 

 

一方、パワーとは、単位時間あたりの仕事量を指し、仕事率とも言われます。すなわち、短い時間で大きな仕事をこなせると、パワーが大きいということです。

 

 

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・仕事と仕事量の求め方

 

 

仕事量は力の大きさと移動距離をかけたものです。

 

 

上の図のようにバーベル100kgを持っているだけだと、移動距離は0なので、力100kgに耐え得る力を発揮していても仕事量は0です。

 

 

なので、パワーも0になるわけです。

 

 

 

パワー=力×速度

 

パワーは力と速度の積で表すことができます。

 

 

なぜなら、パワーは単位時間あたりの仕事量なので、以下の図のように式を変形させられるからです。

 

 

 

 

したがって、パワーが大きいとは、「大きな力を発揮しながら高い速度で物体を移動させられる」ことを意味します。

 

 

つまり、バーベル100kgでデッドリフトを3秒かけて行うAさんと、1秒で挙げられるBさんでは、Bさんの方がパワーがあるということになります。

 

 

 

 

筋肉のパワーが最大になるのは、最大筋力の約30%

 

パワーが力と速度の積であるなら、大きな筋力で、かつ高い速度で筋を収縮できれば、すごいパワーが出せるはずです。

 

 

しかし、筋肉には、収縮速度が高くなると発揮できる筋力が低くなる性質があります。

 

 

そのため、素早く動かそうとすればするほど、筋は力を発揮しにくくなるわけです。

 

 

この筋収縮の力と速度関係は、以下の図のように表されます。また、その力と速度の掛け算であるパワーの値をプロットすると、おおよそ最大筋力の30%くらいでパワーが最大になることが分かります。

 

 

そして、パワートレーニングを行ったり、そもそもの最大筋力を高めたり、スピードトレーニングを行ったりすることで、このパワー曲線は変化させることが可能です。

 

 

例えば重量挙げの選手では、一般人と比べて最大筋力も、負荷無しの時の収縮速度も高く、最大パワーも高いことが分かっています。

 

 

このように、パワーはトレーニングを行うことによって変化させられる、アスリートがパフォーマンスを高める上で重要な能力なのです。

 

 

 

 

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