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“筋肉博士”石井直方のやさしい筋肉学

運動パフォーマンスにおける筋の力学的パワー

第13回 筋肉の性能を引き出すには、最大筋力の30%の負荷が最も効率的

 コーチング・クリニック(ベースボール・マガジン社)

“筋肉博士”石井直方先生(東京大学教授)が、筋肉のメカニズムや機能を毎回わかりやすく解説していきます。今回は、筋肉という組織を最も効率よく使う、筋肉の性能をフルに発揮させる方法について。効果的なトレーニング方法にもつながります。

物が動かないと、筋肉が仕事をしたことにならない

 前回(『スポーツ動作の質と力に関わる、筋肉の「動的特性」』)は筋肉の動的特性としての力-速度関係についてお話ししました。今回は、その関係から導き出される力学的パワーについて説明します。実際の運動パフォーマンスにおいては、このパワーというものが非常に重要な意味をもってきます。

 物を持ち上げる(動かす)という行為は、筋肉の働きとしてはアイソメトリック(等尺性収縮)からコンセントリック(短縮性収縮)の領域です。力を出していてもギリギリ負荷が持ち上がらないところが等尺性最大筋力に等しい力になり、負荷が軽くなるに従って徐々に持ち上げるスピードが上がってくる。そこでは筋肉がコンセントリックな収縮をしているわけですね。

 等尺性最大筋力を発揮しているときは速度がゼロですから、筋肉はエネルギーを使っていません。力は出しているけれども仕事をしていない、という奇妙な状態になっています。力学的な観点だけで考えると、いくらやっても疲れない状態でもあるということになります(実際は熱という形でエネルギーは産生されています。このことは別の回で説明します)。

「最大筋力の3分の1くらいになるようにトレーニングをして、筋力を伸ばしていきましょう」(石井)。(©lanak-123rf)
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 一方、コンセントリックな領域では、筋肉が出している力と、どのくらい物を動かすかという距離によって仕事の大きさが決まります。同じ力を作用させて一定の距離を動かす場合、筋肉がなす仕事は「力×距離」という式で求められます。負荷が重ければ重いほど筋肉の仕事は大きくなり、軽くなればなるほど小さくなる。そして最終的に負荷がゼロになって最大速度を出しているときは、速度は大きくても力がゼロなので、やはり仕事はゼロということになります。つまり、力を発揮して物を動かさないと、筋肉は仕事をしたことにならないわけです。

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