力、パワー、エネルギー等のまとめ

よく使われる指導ワードを物理の式とエネルギーの視点で整理してみました。

● 力（Force）

F=m×a​（ニュートンの第2法則）

• F：力（N：ニュートン）

• m：質量（kg）

• a：加速度（m/s²）

●パワー（Power）

P=W/t​​

• P：パワー（W：ワット）

• W：仕事（J：ジュール）

• t：時間（秒）

➡単位時間当たりの仕事量、仕事率

P=F×v（力と速度で表す形）

• F：力

• v：速度

➡重さ × 速さ「どれだけの力を、どれだけ速く出せるか」

●回転パワー

P=τ×ω

• τ（トルク）：回転させる力

• ω（角速度）：回る速さ

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エネルギー

●位置エネルギー（Potential Energy）

「位置・状態」によって蓄えられるエネルギー、重力による位置エネルギー

Ep=mgh​

• m：質量

• g：重力加速度

• h：高さ

●運動エネルギー（Kinetic Energy）

動いていることで持つエネルギー

▶並進運動エネルギー Ek=1/2mv²​

• v：速度

➡速度は二乗、スピードの影響が非常に大きい

▶回転運動エネルギー Er=1/2Iω²

• I：慣性モーメント

• ω：角速度

➡慣性モーメント×角速度²＝速く回せてかつ質量配分が効いているほど大

●弾性エネルギー（Elastic Energy）

「伸ばされて蓄えられる」エネルギー

▶ バネモデル Ee=1/2kx²

• k：ばね定数

• x：変位量

●機械的エネルギー（Mechanical Energy）

Emech=Ep+Ek

• 位置エネルギー ⇄ 運動エネルギーの変換

• エネルギーロスが少ない動作＝高効率

●その他のエネルギー

種類	内容	スポーツとの関係
熱エネルギー	摩擦・損失	フォーム崩れによるロス
化学エネルギー	ATP	筋収縮の源
内部エネルギー	組織内	疲労・温度
電気エネルギー	神経	運動指令

■投球・打撃動作をエネルギー変換で見ると

位置エネルギー(レッグアップ)

⇩

並進エネルギー（重心移動）

⇩

回転エネルギー（骨盤・体幹）

⇩

末端速度（ボール・バット）

➡良いスポーツ動作＝エネルギーの種類を無駄なく順番通り連鎖させている

■まとめ

• 高さ → 位置エネルギー

• 移動 → 並進エネルギー

• 回る → 回転エネルギー

• 伸び縮み → 弾性エネルギー

• 速さは二乗で効く