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「ゴルフを物理公式で解明」その4

最終更新: 2月18日

ゴルフ医科学研究所 「ゴルフを物理公式で解明」 投稿その4


投稿その1 でふれたエネルギー保存の法則をおさらいしますと、

力学的エネルギーとは

位置エネルギー、運動エネルギー、弾性力エネルギー

の総計です。

外力がない場合、力学的エネルギーの和は一定になります。

これを力学的エネルギー保存の法則(保存則)といいます。数式では、


mgh + 1/2 mv(二乗)+ 1/2 kx(二乗)= const(一定)


で表すことができます。


m質量 g重力加速度 h高さ

v速度 k弾性係数 xバネ自然長からの変化長

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ゴルフは力学的な運動と考えがちですので、位置エネルギーから運動エネルギーへの変換がほとんどと思ってしまいますが、バネとして蓄えられるエネルギーは非常に大切です。

飛距離に関しては、主に三つ。


1)シャフトのしなりに蓄えられる弾性エネルギー

2)クラブヘッド表面の弾性係数

3)ボールの弾性係数


が関わると言えます。

1)については前投稿で触れました。


2)ヘッドの表面の弾性係数についてですが、

ヘッドの表面がバネのように縮み反発することでボールを返しますが、この弾性エネルギーがボールに与える影響は想定よりもかなり大きく、高反発クラブが禁止されている理由になります。

ヘッドの焦点に近ければ近いほど、トランポリンの中心で飛ぶがごとく、ヘッド表面のの弾性エネルギーを最高にすることが出来ますので、飛距離が伸びます。

よって、ヘッドからボールに対する力の伝達は、

ミート率 (素人は1.3前後、シングルは1.4前後、スイングプレーンを合わせることで、理論上、1.5程度まで改善すると言われています)

初速 (弾性エネルギーと位置エネルギーを全て運動エネルギーに変える)

が関わっていると言えます。

ちなみに、両者の関係は、

ミート率 = ボール初速 ÷ ヘッドスピード

であり、おおよそ

ボール初速 × 4(定数) = 飛距離(ヤード)

が成り立つと言われています。

例としては、

飛距離240ヤード ÷ 4 = ボール初速60m/s

ボール初速60m/s ÷ ヘッドスピード45m/s = ミート率1.333

となります。


3)最後にボールの弾性です。

反発係数のルール0.800以下です。

物体が地面に衝突する直前の速度をv、衝突直後の速度をVとすると、この速度vと速度Vの比を反発係数といい、eで表すことが多いです。

eの公式(求め方)は、

e = – v/V または |v/V|

となります。100の速度でぶつかったものが80の速度に減速するので、最も反発係数の高いボールでも、20%の力のロスがないといけないという事です。

ルール規定外の高反発ボールなどが販売されていますが、中には0.9ぐらいのボールもあるようです。10%でも飛距離に大きな差につながりますよね。

写真はタイ王国の名門、タイカントリークラブでのゴルフプレーです。

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