INTRO 「現状維持」の強力なパワー

朝、布団から出るのが辛い。一度走り出したら急には止まれない。
これは単なる気分の問題ではなく、宇宙の法則だ。物体には「今の運動状態を続けようとする性質」がある。
止まっているものは止まり続けたいし、動いているものは動き続けたい。「変わりたくない」というこの頑固な性質を「慣性(Inertia)」と呼ぶ。

Concept: Mass and Inertia

質量(Mass)が大きいほど、動かしにくく、止めにくい(慣性が大きい)

「重さ」=「動かしにくさ」

慣性の大きさは何で決まるか? 答えは「質量 (Mass)」だ。
重い選手ほど、動き出すのに巨大なパワーが要るし、一度スピードに乗ると止めるのが難しい。
質量とは、体重計の数字であると同時に、「動きの変化に対する抵抗力」の数値でもある。

Light
加速しやすい
止まりやすい
Heavy
加速しにくい
止まりにくい

「質量(Mass)」と「重量(Weight)」の違い

質量 (Mass) 「その物体そのものの量」。宇宙に行っても変わらない絶対的な数値。
慣性(動きにくさ)を決めるのはこっちだ。
単位: kg
重量 (Weight) 「重力によって地面に引きつけられる力」。場所(惑星)によって変わる。
物理学では「力(Force)」の一種として扱う。
単位: N (ニュートン) / kgf

公式と数学的アプローチ (Formula & Logic)

First Law of Motion
If ΣF = 0, then v = constant
言葉の意味
力が加わらない限り速度は変わらない
質量こそが慣性
Mass[kg] ∝ Inertia
Example: ダッシュと急停止
STEP 1

状況を整理する

  • 君の質量 = 60kg ← m (Mass)
  • 君の速度 = 8m/s ← v (Velocity)
STEP 2

止まるには力が必要

慣性により体は「8m/sで進み続けよう」とする。
これを「0m/s」にするには、逆向きの強力な外力(External Force)が必要。
地面を強く踏ん張る(摩擦力)がないと、そのまま滑っていくことになる。

Dictionary | 収録用語一覧

m
Mass
質量。
動かしにくさの尺度。
単位: kg
Inertia
慣性
現状を維持しようとする性質。
質量(m)に比例する。
F
Force
力。
慣性を打ち破る唯一の手段。
単位: N (ニュートン)
Σ
Sigma
総和。
「かかっている全ての力」を合計するという意味。
v
Velocity
速度。
速さと向き。
単位: m/s
Static
静止慣性
止まっている物が
止まり続けようとする性質。
Dynamic
運動慣性
動いている物が
動き続けようとする性質。
External F
外力
外部から加わる力。
これがないと重心は動かない。

「慣性」との付き合い方

なぜ体重別階級があるのか?

Weight Class Physics

体重(質量)差=慣性の差。重い相手は簡単には動かない。

格闘技で体重(質量)が重い方が有利なのは、シンプルに「慣性が大きい」からだ。
重い選手は、相手のパンチ(外力)を受けても体が動きにくい(ダメージを受けにくい)。
逆に、自分のパンチには体重分の慣性が乗り、相手を吹き飛ばしやすい。
「柔よく剛を制す」は技術の話だが、物理の基本は「質量こそパワー」だ。

カッティング動作の負荷

Cutting Maneuver Stress

急停止時、慣性力で身体は前に投げ出されそうになる(関節負荷増)

ダッシュから急停止して切り返す(カッティング)。
この時、体は慣性の法則で「まっすぐ進もう」とし続ける。それを無理やり筋肉でねじ曲げるのだ。
体重が重い選手ほど、膝や足首にかかる「慣性ブレーキ」の負荷は強烈になる。
靭帯損傷を防ぐには、体重を減らすか、ブレーキに耐えられる「減速筋力」を鍛えるしかない。

JUNIOR ACTION

SELF-CHECK & MATH DRILL

1 「慣性」体感実験

重い本(辞書など)と、軽いノートを用意しよう。
机の上に置いて、デコピンで弾いてみる。
ノートはすぐに飛んでいくが、辞書はびくともしない。
これが「質量=動かしにくさ(Inertia)」だ。
重い選手ほど、動き出しに巨大なエネルギーが必要になることを体感しよう。

MATH CHALLENGE

あるラグビー選手(100kg)が、氷の上を時速5m/sで滑っている。
摩擦抵抗はゼロとする。
10秒後、この選手のスピードは何m/sになっているか?

  • 答え : 5 m/s (変わらない)
※力が加わらない限り、物体は永遠に今の動きを続けようとする。
これがニュートンの第一法則(慣性の法則)。
Prev: Angular Velocity Next: F = ma