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重力~トレーニングで考慮すべき大きな影響力~

重力とは、地球の中心に向かう引力と、自転軸から垂直に遠ざかろうとする遠心力の合力であるとされています。簡単にいうと、地球が物体を引っ張る力だと思ってください。

 

そして、重力により物体に与えられる下向きの力が物体の重量であり、物体の質量とその地域の重力加速度の積で求められます。ちなみに、重力加速度とは、物体を自由落下させたとき、重力によって生じる加速度のことをいいます。僕の理解では、単位時間あたりにある物体をどれだけ引っ張れるのかという力の強さを数値にしたのが重力加速度なのかなと理解してます。間違ってたらごめんなさい。

 

Fg(物体の重量)=m(物体の質量)×ag(地域の重力加速度)

 

ちなみに、「重量」と「質量」の違いって知ってますか?実は、重量というのは、物体にかかる力を表す単位で、質量とは物質そのものの量を表す単位なのです。質量は天秤、重量は体重計と考えると理解しやすいかなと思います。

 

地球上で6kgの物質を天秤で量ると、6kgになります。体重計に6kgのものを乗せると、地球上では6kgです。地球上ではほぼ質量=重量になります。

 

では、この物質を、月に持って行ったとします。月の引力は、地球の約1/6です。体重計に月で6kgのものを乗せると、1kgと表示されます。これは、物質にかかる力(引力)が1/6になるためです。ところが、天秤の場合は、分銅自体の重さも1/6になるため、重量が地球上で6kg、月で1kgの物質も、6kgの分銅とつりあいます。つまり、この物質は6kgの分銅と同じ質量がある、ということなります。

 

まとめると、地球上で質量6kg、重量6kgの物質は、月面では質量6kg、重量1kgとなります。

 

話がそれてしまいました(汗)

 

では、重力がどのように筋トレに関連されているかですが、まず、体のてことの関係があります。

物体に作用する重力加速度は常に鉛直下向きであり、トルク発揮におけるモーメントアームは力の作用線と垂直であると定義されるので、ウェイトのモーメントアームは常に水平方向になります。したがって、物体の重量によるトルクは、

 

物体の重量×物体から関節までの水平距離

 

で表されます。動作中、物体の重量は一定であるが、関節の軸からの水平距離は変化し続けます。ウェイトと関節の水平距離が短くなると、加えられる抵抗トルクは小さくなり、水平距離が長くなると、より大きな抵抗トルクが加わることになります。身体の中のてこのページを見てもらうとわかりやすいかなと思います。

 

上記から、動作の実施方法により、動作時の抵抗トルクパターン、筋群への力学的ストレスも変化します。

 

たとえば、バックスクワットでは、体幹の前傾を強めると、ウェイトと膝関節の水平距離が減少するため(膝関節の真上にウェイトが近づいてくる)膝関節を中心とした抵抗トルク(大腿四頭筋にかかる抵抗力)は減少します。これと同時に、ウェイトと股関節の水平距離は増大するため、股関節を中心とした抵抗トルクは増加し、臀筋ハムストリングスにかかる負担が増大します。

 

このほかにも、ウェイトをかつぐ位置によっても、ウェイトから関節の水平距離が変化するため、関節を中心にした抵抗トルクも変化し、それに応じて、筋群への力学的ストレスも変化します。

 

最後に、フリーウェイトにウェイトスタックマシン、自重など、重力は筋トレの一般的な負荷として利用されています。ただ、フリーウェイトでは負荷の方向が鉛直下向きのみであるのに対し、ウェイトスタックマシンでは、プーリー、カム、ケーブル、ギアなどにより、負荷の方向を変えることができます。

 

マシンとフリーウェイトの比較についてはこちらのページでまとめてあります。

 

 




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