筋トレの常識を疑い、トレーニングや身体の使い方を追求するサイトです!

力学的エネルギーと仕事

物理の話ってややこしいですね。

僕ももともと文系人間なので、苦手です。

僕と同じように、物理的な話に弱い人も多いと思います。

なので、今回の記事は、力学的エネルギーと仕事について軽く触れていきます。

エネルギーとは、物体が持っている、仕事をする能力をいいます。ここでいう仕事とは、物体に加えた力と、それによる物体の位置の変位の積によって導きだされた物理量のことをいいます。

仕事の単位は、力[N]×距離[m]だから[N・m]です。ただ、一般的には、これをたいてい[J](ジュール)とします。[N・m]=[J]です。Jは、19世紀のイギリスの物理学者ジェームズ・プレスコット・ジュールからきてます。量記号のW は Work からとられています。

ここで、仕事とは力×距離である、ということは、力を加えても移動しなければ仕事をしたことにならないのかという疑問が出てくることと思います。たとえば物を手で持っているとき、物は動いてなくても筋肉には力が入って収縮していますし、その分のエネルギーを消費しています。このような場合、上記の仕事はしていないと考えます。ここでいう「仕事」は、物体の位置が変わることによって現れる物理量です。筋肉が強く収縮すると、体があったかくなりますが、熱エネルギーなどの目に見えないエネルギーの移動は考慮に入れません。

運動している物体は何か他の物体に当たると、その物体を動かしたり変形させたりします。エネルギーは、物体が持っている仕事をする能力なので、運動している物体はそれだけでエネルギーを持っているといえます。そこで、運動している物体のエネルギーを運動エネルギーといいます。

そして、物体の運動エネルギーの変化は物体にされた仕事に等しくなります。このことをエネルギーの原理といいます。

物を高いところに持ち上げ、手を離すと物は落ちます。一方、床に置いた物体は動きません。とすれば、物体は高いところにあるだけで、エネルギーを持つことになります。このようなエネルギーを位置エネルギーといいます。

この位置エネルギーは身体動作でも活用できます。

例えば、立っている状態から身体を前に傾けていくと、前方に倒れてしまいます。

頭を基準にしてもらうとわかりやすいと思いますが、これは頭が背の積み木から外れ、前に落ちようとする位置エネルギーを持っており、それが前に傾くことで重力により運動エネルギーに変換されているからです。

これを歩行に応用すると、身体が前方に倒れ込むときに、前の足を地面につくことで、落下が止まり、結果的に1歩進めていることになります。

重力による落下を前方に進む力として応用しているんですね。

このように、位置エネルギーをうまく利用できることは、身体を楽に動かすことにつながります。

 

運動エネルギーと位置エネルギーの和を力学的エネルギーといいます。

物体に重力や弾性力や静電気力のみがはたらく場合、力学的エネルギーは一定になります。このことを力学的エネルギー保存の法則といいます。

オンラインワンポイントパーソナル

文章・画像・動画により、あなたのトレーニングに関するお悩みを解決に導きます。詳しくは下の画像をクリック!

LINEで送る
Pocket

筋トレの常識を疑う




著作『足裏を気にかければ歩き方はよくなる~地面は蹴らない~』

Twitter(バナークリックでリンク)

ま~さんはパーソナルトレーナーしています!

筋トレの常識を疑う




PAGETOP
Copyright © 筋トレの常識を疑え! All Rights Reserved.
Powered by WordPress & BizVektor Theme by Vektor,Inc. technology.