【ベクトル】生体力学について知って鍛えよう③【スカラー】

本日は生体力学の運動を表す用語について語っていきますね。

生体力学とは「運動学」「動作学」「運動力学」を合わせた学問になります。

運動学:動きの要因を考慮しない、動きそのものの学問…物理、エネルギー運動量

動作学:科学的な人間の動きに関する学問…メッセージ性、ジェスチャー

運動力学：動き全般に関する学問…規則性、慣性の法則、作用・反作用の法則

生体力学:身体がどのように動くのか、その動きが内的要因(筋肉)なのか、外的要因(外部からの負荷、活動を伴う荷重)による動きなのかに関する学問です。

物理の法則を人間の身体に応用したもので、身体は関節を軸として筋肉の収縮した方向へ動きます。

並進運動や回転運動など運動の種類についてはコチラ

ニュートンの法則についてはコチラ

てこについてはコチラ

トルクやモーメント長といった回転運動についてはコチラをどうぞ。

それでは運動を表す用語を知って鍛えていきましょう！

■スカラー(scalar)
・方向は関係なく「距離」「速さ」「質量」を表す用語。
・→(矢印で表記)
・「大きさ」のみを表す際に使用する。
例)重力を考慮しないので、ダンベルの質量はどこの惑星でも変化はない(重量は変わる)。

■ベクトル(vector)
・「大きさ」と「方向」を表す用語。
・→(矢印で表記)
矢印の「長さ」と「方向」は力の「強さ」と「向き」を表示する。
・速度、加速度、力、運動量なども表す。

■変位(displacementディスプレイスメント)
・位置の変化の事で、始点から終点までの直線距離わ表す。
・ベクトル量「大きさ」、「向き」を表示する(軌道は無視する)。

■速度「V」＝velocityヴェロシティ
・時間経過に対する変位を表すベクトル量。
・動きの速さを表示する。
単位＝m/s(メートル毎秒)

■加速度「a」＝accelerationアクセラレーション
・物体の速度の変化率を表すベクトル量。
・物体がどれだけ早く加速もしくは、減速をするかを表示する。
単位＝m/s²(メートル毎秒毎秒)
a＝1m/s²の場合…0秒:0m/s²…1秒:1m/s²…5秒:5m/s²…10秒:10m/s²

■力「F」＝forceフォース
・2つの物体が衝突するときなどに発生するベクトル量。
・Fは物体の質量「ｍ(Massマス)」に、それを動かす加速度「a」を乗算(掛け算)することで求めらる。
Fフォース＝ma(物体の質量×加速度)
力＝重量×加速度(単位＝N/ニュートン)

■重量「W」＝weightウェイト
・力を表す単位で、物体と地球、またはほかの物体との引力を表す。
重量W(Nニュートン)＝質量kg×重力加速度m/s²
単位＝N(ニュートン)
重力加速度「ｇ」＝9.80665m/s²
・筋肉が抵抗しなくてはならない主要な力。

・ダンベルの力を表す矢印は、重力により下を向く。

■運動量「ｐ」＝momentumモメンタム/「p:impetusインピタス」
・物体の動きを計るベクトル。
重くて速い方が運動量は大きい。
・物体の勢いを表す(推進力)。
運動量＝質量×速度
単位＝N・ｓ(ニュートン・秒)、kg・m/s(キログラム・メートル毎秒)

■力積「I」＝impulseインパルス
・物体を動かすのに要した「力の大きさ」と「時間」を合わせたもの。
・運動量の変化に等しくなる。
力積＝力×時間
単位＝N・ｓ(ニュートン・秒)
・運動量の変化と力積は等しい。
運動量は運動の勢い「そのもの」で、力積は運動の勢いを「変化させるもの」。
「運動量の変化」は、「与えられた力積」に等しい。

運動にはケガが伴います。※この場合のケガは関節や筋肉への負担です。

運動量を増加させると、運動を止めるには、「より大きな力」が必要で、これがケガの潜在的要因となります。

球技を例にすると、危険要因は「投げる」動作ではなく、動作を止めて負荷を「受け止める」ことにあります。

運動を止めるのに必要な力積が、コントロール不能であるとき、関節部位の組織にダメージを与えてしまいます。

最後までお読みいただきありがとうございました。

次回も皆様のTOL(トレーニングオブライフ)が向上できるお話をさせていただきます！

お楽しみに♪