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 テコの原理と身体

テコとレバーアーム

  • レジスタンスアームとは、支点から作用点までの距離
  • フォースアームとは、支点から力点までの距離

モーメントとは?

  • 力の大きさと、フォースアームの長さの積
  • 抵抗の大きさと、レジスタンスアームの積

で、フォースとレジスタンスのそれぞれの積は、比例関係にある。要は、抵抗までの距離によって必要な力が違ってきて、長くなれば軽い力で動かす事ができる。

人間の身体の場合、フォースアームは短く、レジスタンスアームは長いので抵抗に対して動かす場合は、大きな力が最初に必要になる。これは第三種テコがよく使われているからでしょうか。

テコの種類

テコとは、レバーにかけられた力によって回転軸を中心に回転運動がおこる事。

つまり、支点を中心に力点、作用点に回転運動が起こり、そのエネルギーは支点かの距離に比例して大きくなっていきます。

力点や作用点の力は、支点からの距離から離れる事によって回転する距離が変わって来て、これが差を生み出します。

イラスト重りが、100kgとして、支点からの距離が30cmだったら、1m離れた作用点では、31kg以上の力で、重りを動かす事ができますね。

 

テコは支点、力点、作用点の並び順によって3種類に分類されます。

第一種テコは

  • ハサミや缶切りなどがその代表格です。アゴを上下に動かす、「うんうん、そうそう」なんてうなずく動きも第一種テコです。
  • 人体では、力点は筋肉の作用点(筋肉の一番太い所)ではなく、骨に筋肉が付いている始止、または停止部分がそれになる。

第二種テコ

  • 栓抜きなど。
  • 腕立て伏せの運動は、足先を支点として、腕が力点、身体が作用点となり、第二種テコになります。エクササイズの時にはよく見られるテコの種類ですが、人間の構造的な動きのなかではあまりみられない。

第三種テコ

力点と作用点が逆になった状態です。ピンセント、ホッチキス、お箸など。

人体の場合は、第一種テコや第二種テコほど大きな力は出ないけど、一番の特徴は、作用点に移動距離とスピードが付く事です。バーベルを持って上げ下げするエクササイズ、ダンベルカールなどはこの動きの代表です。

 

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