てこは「便利な機械」 その2

初めに

こんにちは!そして初めまして! 動物バナシの管理人ユーイチと言います。

前回は梃子とは何かについてお話ししました。

梃子の基本はこちらから

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この話の中で梃子には複数の種類があると話しました。正確には3種類の梃子があります。今回はその3種類の梃子について説明していきたいと思います。

それでは早速行ってみましょう。

第1種てこ

第1種の梃子は、作用点と力点の間に支点です。

第1種の梃子

第1種てこの特殊技能

想像してみてください。

今、あなたの目の前には大きな石があります。あなたには、その大きな石を高く持ち上げる事は重くて出来ません。ですがここでだⅠ種の梃子が役に立ちます。この梃子の特徴は小さな力でも大きな力(トルク)を生み出すことが出来ます。

これこそが第1種の梃子の特技である、力の増幅になります。

トルクについてはこちらから

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第1種の得意不得意

第1種の梃子の特技は力の増幅とお話ししました。つまり小さな力で大きな力を発揮する事が得意になります。しかし力を発揮するのが得意な代わりに、可動域と速度が犠牲になってしまうという特徴もあります。

第1種てこの効率の良い使い方

では、梃子は力点と作用点の間に支点があれば、それでいいのかと言えば少し違います。この梃子が上手に働くためには、レジスタンスアーム(軸と作用点の間)長さと力を加えるアームの長さが大きく作用します。

身体の中の第1種てこ

ではこの第一種梃子は、体の中でどのように使われているでしょうか?

それではまず、PCのモニターを見ている状態から天井を見てみましょう。見ましたか?

今、天井を見たその動作は、第1の梃子が働いたおかげで出来ました。どういうことか説明しましょう。

まず力を加えるアーム(力点)は頚部と頭部の伸筋になります。次に支点は、頸椎椎間関節、抵抗する重さは頭蓋骨(特に前部)になります。

上を見上げる動作は第1種の梃子を使っている。

ただ、人の人体の中で第1種の梃子は少ないです。これは人の身体の設計が可動性を最大にするように設計されているからです。その為、可動性を犠牲にする第1種の梃子は人体では採用されづらかったのです。

第2種てこ

次は第2種の梃子です。第2種の梃子は力点と支点の間に作用点があります。

力点と支点の間に作用点がある第2種の梃子

第2種てこの特殊技能

ではまた、想像してみてください。あなたの目の前にコンクリートブロックが10個ほどあるとします。これを運ぶためにあなたは一輪車を使う事にします。あなたは一輪車にコンクリートブロックを積み、歩き出す直前に一輪車のハンドルを持ち上げます。このちょっとした動作はレンガの重量と比べると、その努力量はほとんど必要としていません。

これが第2種の梃子の特徴です。力の増幅という意味では、第1種の梃子と変わらないのですが、力の発揮具合は第1種の梃子とは比べ物にならないほど強いものになります

身体の中の第2種てこ

驚くほどの力を発揮する第2種の梃子ですが、私達の体のどこで使われているのでしょうか?

私達が第2種の梃子をしっかり感じられる動作は、ずばりつま先立ちになります。

つま先立ちをする時の力点は、腓腹筋とヒラメ筋になり、支点は母指球になります。そして間にある作用点は私達自身の体重という訳です。

つま先立ちは第2種の梃子を使って行われる動作である。

第3種てこ

最後の第3種の梃子は支点と作用点の間に力点があります。

支点と作用点との間に力点がある第3種の梃子

第3種てこの特殊技能

この第3種の梃子は、今まで説明した第1種と第2種の梃子と比べて、特徴が大きく違います。今までの2つの梃子は力を出す事が大きな特徴でした。ですが、この第3種の梃子では可動域と速度が大きな特徴になります。

その代わり、第3種の梃子は力を出す事には向いていない梃子になります。

スポーツの中の第3種てこ

この第3種の梃子は道具を使うスポーツでよく見られます。野球のバット、テニスクラブ、ゴルフクラブ等の素早いスイングは、全て第3種の梃子を使って行っています。つまり、スポーツ用具はこの梃子の良い点悪い点を浮き彫りにしています。

第3種てこの良い点悪い点

第3種のてこの良い点としては

大きなワインドアップ(振りかぶり)や

フォロースルーができる点です。

これにより第3種てこの最大の強みである

素早い動作が生まれるんです !(^^)!

ただこのてこの悪い点は

この動作は大きな力を生まないんです

その為、スポーツ選手は並々ならない

努力が必要になる訳です (*_*)

スポーツ選手は小さなボールを打つために

大きな棒が必要でさらに非常に大きな声も

起こるのです。

身体の中の第3種のてこ

人間の身体の大きな目的の一つは

移動することです。

その為、身体(特に四肢)

主に第3種てこで構成されているんです。

あなた自身で肘関節、手関節、膝関節を

屈曲しみて下さい。

そうするとこの種のてこが

作用することを感じるとともに

それがもたらす迅速性や敏捷性

わかると思います。

終わりに

どうでしたか?

今回はかなり長くなってしまいましたが

3種類のてこの話をしました。

今回も最後までお読みいただきありがとうございました。

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