オリンピック~アントワープからの便り

オリンピック~アントワープからの便り~11

By TMCシステム, 2017年1月27日

第1回の記事はこちら

トップスピンの秘密、スライド・バック

和田先生

こんにちは、和田です。
前回のクイズ、

トップスピン打法の打球音をテレビ放映で聞くと、独特な音がします。
さて、その音は次のうちどれに近いでしょう?

1、ポコーン
2、ボコ
3、キュキュ

の答えはわかりましたか?

ティムシー

トップスピン打法では、ボールに回転がかかるから…

3、キュキュ

が正解ですか!?

和田先生

残念!正解は、

2、ボコ 

でした。詳しくはこのあと解説しますね。

ティムシー

ボコ、でしたかぁ!

和田先生

さて今日は、トップスピンのスピン量に関わる「スライド・バック」という現象について説明しましょう。

ティムシー

たしか、「スライドバック」は、

インパクト時に、縦ストリングがボールによって下にずれ、その縦ストリングが弾性力で復元するタイミングでボールの背面を押し上げ、ボールに回転がかかる現象のこと

でしたよね!?

和田先生

よく覚えていましたね。
今回は図を使って少し詳しく説明していきます。

ティムシー

はい、よろしくお願いします!

和田先生

ボールの進行方向(速度ベクトル)と、ラケットのストリング面の方向ベクトル(ラケット面に垂直な方向を方向ベクトルという)を同じ直線方向に合わせて当てることを、フラットに当てるといいます。

スライドバック

和田先生

この場合、ボールがストリングスに当たる直前は、次のようになりますが、

スライドバック

和田先生

当たった瞬間は、次のようになり、ラケットの運動エネルギーがボールに伝えられ、返球できます。

スライドバック

和田先生

このとき、返されたボールにほとんど回転成分はなく、これがフラット打法といわれています。
TV放映で打球の音を聞くと、「ポコーン」という澄んだ音が聴こえます。

ティムシー

フラット打法の音が「ポコーン」ですね!

和田先生

高速度カメラの画像でも見ることができます。

和田先生

ところが、トップスピン打法の場合は、ボールがストリングをずらすことで、ストリングに復元力が生まれ、これがボールに回転運動エネルギーを与えているというのです。

ティムシー

ボールが当たってずれたストリングの戻る力が、ボールを回転させている、ということですね。

和田先生

例えば、次の図で説明すると、3本の縦ストリング(図の横線)が下にずれることで、ストリングのたわみのエネルギーが蓄えられ、このエネルギーが開放されるときの弾性力が、ボールを回転させるというのです。

TV放映でこの打球音をきくと、少しこもったような、「ボコ」という音が聴こえます。

スライドバック

ティムシー

トップスピン打法の音が「ボコ」ですね!

和田先生

高速度カメラの画像はこちらです。

和田先生

もちろん、スピンの回転速度は色々ありますし、フラット系からハード・スピン系までさまざまな回転運動のレベルがあるので、上記の説明だけでは話が片付きませんが、現象の1つとして挙げられるのではないでしょうか。

トップスピン打法の思いがけない注意点!?

ティムシー

このスライド・バック現象を利用して、トップスピンを打つ時は、どんなことに気を付けたらいいのでしょう?

和田先生

スピン系の打球には、スライド・バックの量のコントロールが重要です。

先程の図を見ると、スライドするとき、たわんだ3本の縦ストリング(図の横線)は、それと交差する横ストリング(図の縦線)と摩擦力で接しています。
この摩擦力環境変化や継時的変化に影響を受けていると考えられます。

例えば、湿度の高い環境乾燥した環境では、摩擦力は異なっていると考えられます。
また、摩擦力はストリングの張力にも影響されると考えます。

ティムシー

トップスピンを成功させるには、湿度やストリングの張り方などにも気を配る必要があるのですね!

和田先生

錦織選手が、試合中にラケットを交換したり、ストリングを張り替えさせているのは、この現象「スライド・バック」を利用しているためかもしれませんね。

ティムシー

さすが錦織選手!
ところで、テニスラケット上ではどんな振動が起きているのでしょうか?

和田先生

テニスの打法による振動は、「楽器と振動の切っても切れない関係3」に少し書いた太鼓のような平面の振動になると思います。
ただし、単純な膜ではないので、もう少し複雑でしょう。
解析してみると面白いかもしれませんね。

テニスラケットのモード解析や振動解析をしたサイトはたくさんありますので、そちらも参考にしてみてください。

ティムシー

はい、わかりました!

和田先生

さて、次回は昨年のワールドツアー・ファイナルの結果を振り返ってみたいと思います。
ではここでクイズです。

ワールドツアーファイナルで、世界ランキング5位となった錦織選手。
その錦織選手がテニスを始めた年齢は、次のうちどれでしょうか?

1、3歳
2、5歳
3、7歳

ティムシー

錦織選手を目指すには何歳からテニスを始めたら…
調べてみます!

 

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和田先生のプロフィール

和田さん(顔のみ・スマイル2)
TMCシステムの研究責任者。電子情報通信学会の会員。
電気接点の劣化現象などに関する論文を多数執筆。
プライベートでは、ギター演奏、料理、読書と幅広い趣味を持つ。

 

ティムシーくんのプロフィール

ティムシー・スマイル
TMCシステムのPRキャラクター。好奇心旺盛な男の子。
チャームポイントは下がったまゆげ。好きなものはおやつとお散歩。
幼なじみのティムミンちゃんとは大のなかよし。

 

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