からだのしくみ

�B衝撃の吸収

「衝撃を吸収する」ということについて、みなさんはどのようなことが思い浮かぶでしょうか？？


荷物を宅急便で出すときに、段ボールに緩衝材を入れることでしょうか？


飛んできたボールを受け取るとき、手や足を後ろへ引きながら受け取ることでしょうか？


ジャンプして着地するとき、脚を曲げながら着地することでしょうか？


どれも有効に衝撃を吸収できますよね。(^^)/


「衝撃を吸収する」とは、「加わる力をできるだけ小さくする」ということです。


では、これらの「衝撃の吸収」、どのようなしくみで衝撃が吸収されるのでしょうか？？



ここからは、少し物理の話になります。


物体には、物体の質量をm、物体の速さをv、物体に加わる力をF、物体に力が加わっている時間をtとすると、次の関係が成り立っています。




mvは、物体の質量と速さを掛けたもので、物体の運動の激しさを表し、運動量といいます。


Ftは、物体に加わる力とその時間を掛けたもので、力積といいます。


式1は、「運動量の変化は加えられた力積に等しい」ということを表しています。


式1の左辺の運動量の変化は、同じ物体では速さの変化（v1→v2の変化）ということになります。


式1の右辺の力積は、運動量の変化が同じ（左辺の値が同じ）なら、力を加えられた時間が短ければ力の大きさは大きくなり、その時間が長ければ力は小さくなるということになります。



例えば、時速60kmで飛んできたボールを手で受け止めるときを考えてみましょう。


飛んできたボールを受け止めるということは、手の力で、時速60kmのボールの速さを、0にするということです。つまり、ボールの運動量を変化させるということです。


このとき、式1から、手にかかる力の大きさは、どのくらいの時間をかけてボールの速さを0にしたかにかかっています。つまり、1秒かけてボールを受け止めるより、5秒かけてボールを受け止める方が、手にかかる力は小さくなります。


以上のことから、「衝撃の吸収」には、力を受け止める時間が関係していることが分かります。


つまり、「衝撃を吸収する」には、「できるだけ長い時間をかけて力を受け止めると良い」、ということが分かります。


次回は、歩行時の衝撃の吸収について説明していきます。(^^)/


つづく・・・

〈主な参考文献〉

Jacquelin Perry，Judith M. Burnfield：ペリー　歩行分析　正常歩行と異常歩行　原著第2版
（武田功・他監訳）．医歯薬出版，2012．
Donald A Neumann：筋骨格系のキネシオロジー（嶋田智明・他監訳）．医歯薬出版，2005．
小出昭一郎，阿部龍蔵，他：詳説 物理．三省堂，1988．