ゴルフ医科学研究所 「ゴルフを物理公式で解明」 投稿その３
本日は、「ヘッドからボールへの力の伝達」について
物体の衝突には完全弾性衝突と非完全弾性衝突があります。
完全弾性衝突は弾性や摩擦などでエネルギーの減衰が無い場合。
この場合は「力学的エネルギー保存の法則」と「運動量保存の法則」がともに成り立ちます。
しかしながら殆どの事象は非完全弾性衝突であり、ゴルフの場合は理論的には「運動量保存の法則」のみが成り立つのです。
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クラブヘッドからボールへのエネルギー伝達効率を考えますと
「クラブヘッドとボールの質量の違い」による衝突前後のヘッドスピードの減速エネルギーをボールに転化が大切です。
こちらは運動量保存の法則で説明がつきます。
クラブヘッドの質量 m1 及び ボールの質量m2 が衝突したと仮定します。
運動量保存の法則とは、速度v1、v2 を持つ二つの物体が、完全に正中衝突した場合は、衝突後にそれぞれ速度 V1 及び V2 になったとした時に
m1v1 + m2v2 = m1V1 + m2V2
が成り立つことが知られています。
ゴルフの場合はボールは静止していますので、v2=0
なので、
m1v1 = m1V1 + m2V2
となります。
式変形すると
m1 (v1-V1) = m2V2
V2 = m1/m2 (v1-V1)
となりますので
ボールの初速であるV2を上げるためには
１）ヘッド(m1)を重く、ボール(m2)を軽く
重いヘッドを振るためには筋肉が要りますね。
ちなみにゴルフボールの規格は
重さ 45.93グラム（1.62オンス）以下
直径 42.67ミリ（1.68インチ）以上
これらはイギリスゴルフ協会（R&A）、アメリカゴルフ協会（USGA）、日本ゴルフ協会（JGA）が定めています。
プロトーナメントやアマチュアの公認競技では協会が認めた「公認球」の使用が条件になっています。
ボールは重いと飛びませんし、軽すぎると風に負けます。ヘッドスピンやサイドスピンの影響を受けます。
２）ヘッドスピードの初速v１と、ボール衝突後のV１に差を作る
例えば、ボクシングやフルコンタクトの空手の拳による攻撃の際、肩を前に押し出したパンチより、肩を前に出さずに、打撃を与えた直後に拳を引く意識があった方が効果があると
いうのを聞いたことがないでしょうか？
運動量保存の法則から、打撃の前後の速度に変化をつけたほうが、相手にエネルギーが伝わるのはそのせいです。
身体の骨格の作りから考えても、後方の肩を後ろに引いた状態で、インパクトを迎えたほうが、エネルギー伝達効率が上がると言えます。
インパクトの際、クラブを腕や肩で押し込んではいけないのです。
次回は、クラブヘッドと、ボールの弾性率について書きます。
写真はソニーオープン・イン・ハワイは、アメリカ合衆国ハワイ州ホノルル市カハラ地区にあるワイアラエ・カントリークラブにて。
このコースも会員以外はなかなかプレーできないのですが、景色の素晴らしいコースでした。
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