2020年秋学期 - スポーツバイオメカニクス / SPORTS BIOMECHANICS
|
C2052 スポーツバイオメカニクス SPORTS BIOMECHANICS |
先端開拓科目-環境情報-生命と身体 Frontier Courses (Advanced) - Environmental Information - Life Science 2 単位 |
| 実施形態 | オンライン（SFC教室から） |
| 開催日程 | 秋学期 木曜日１時限 |
| 担当教員 | 仰木 裕嗣（オオギ ユウジ） |
| 関連科目 |
前提科目（推奨）: C2025 前提科目（関連）: B3207,C2051 |
| 開講場所 | SFC |
| 授業形態 | 講義、実習・演習、グループワーク |
| 履修者制限 |
履修人数を制限する Only the selected students can take this course. |
| 履修条件 |
高校までの数学．特に微分・積分までの数IIIまでを学んでいることが望ましい（必須ではない） Math and fundamental physics(mechanics) in the high school level. Calculus in the high school level will be better to understand this lecture. スポーツを通して，数学・物理を学ぶ，ということを覚悟していること．高校数学の範囲では少なくとも三角関数が理解できていること．理解が不足している学生は履修前に復習しておくこと． a student who want to attend this lecture, must study math and physics through the sports topics. Prerequisite for this lecture is math in high school level. At least, a student must understand trigonometric functions. |
| 使用言語 | 日本語 |
| 連絡先 | ohgi@sfc.keio.ac.jp |
| 授業ホームページ | |
| 同一科目 | |
| 学生が利用する予定機材/ソフト等 |
Mathematica（サイトライセンスソフト） Mathematica (site licensed software) |
| 設置学部・研究科 | 総合政策・環境情報学部 |
| 大学院プロジェクト名 | |
| 大学院プロジェクトサブメンバー | |
| ゲストスピーカーの人数 | 0 |
| 履修選抜・課題タイプ=テキスト登録可 | false |
| 履修選抜・選抜課題タイプ=ファイル登録可 | true |
| GIGAサティフィケート対象 | |
| 最終更新日 | 2020/07/22 21:32:36 |
科目概要
スポーツバイオメカニクスは，身体運動のメカニズムを力学的な視点から観察し分析する学問であるといえる．ここで言う観察とは映像やモーションキャプチュアなどによって得られた位置情報や関節角度情報などによる運動学と，フォースプレートや圧力センサなどによって得られた力やトルクなどによる運動力学の2つのアプローチがある．また身体運動は脳の指令によって筋肉が動かされることから，神経生理学・筋生理学の知見が運動パフォーマンスの理解には不可欠である．いかにしてスポーツパフォーマンスを向上させるのか？という観点で様々な競技スポーツ，運動に関するバイオメカニクスを論じる
Sports biomechanics focuses on the human movement in our sports activity from the view point of the mechanics. Sports biomechanics has mainly two approaches, Kinematics and Kinetics. Kinematics is focusing on the displacement, velocity, acceleration and their angular alternatives, namely the result of the movement. Kinetics is focusing on the force/ moment, power and energy, namely, the source of the movement. I addition to these approaches, since our human motion is caused by the signal from our brain. A neuro physical approach is necessary for sports biomechanics. In this lecture, we will study how sports biomechanics enhance the athletes performance and prevent injury.
授業シラバス
主題と目標／授業の手法など
スポーツバイオメカニクスは，身体運動のなかでも高度に洗練されたパフォーマンスであるスポーツの運動原理、メカニズムを力学的な視点から観察し分析する学問である． ここで言う観察とは映像やモー ションキャプチュアなどによって得られた位置情報や関節角度情報などによる運動学と，フォースプレートや圧力センサなどによって得られた力やトルクなどに よる運動力学の2つのアプローチがある．また身体運動は脳の指令によって筋肉が動かされることから，神経生理学・筋生理学の知見が運動パフォーマンスの理解には不可欠である．いかにしてスポーツパフォーマンスを向上させるのか？という観点で様々な競技スポーツ，運動に関するバイオメカニクスを論じる。 競技スポーツのパフォーマンスにとどまらず、歩行や垂直跳びといったヒトの基本的動作についての知識も学習する
Sports biomechanics focuses on the human movement in our sports activity from the view point of the mechanics. Sports biomechanics has mainly two approaches, Kinematics and Kinetics. Kinematics is focusing on the displacement, velocity, acceleration and their angular alternatives, namely the result of the movement. Kinetics is focusing on the force/ moment, power and energy, namely, the source of the movement. I addition to these approaches, since our human motion is caused by the signal from our brain. A neuro physical approach is necessary for sports biomechanics. In this lecture, we will study how sports biomechanics enhance the athletes performance and prevent injury.
Here, we are studying on the basic human motion, such as walking, running and so on. Then, we are studying on the wide topics in our sports activities.
教材・参考文献
【参考書】兵頭 俊夫 (著)，考える力学， 学術図書出版社，2001
【参考書】Anthony Blazevich著，SPORTS BIOMECHANICS
【参考書】 金子公宥、福永哲夫編、バイオメカニクス、杏林書院（教科書） 阿江通良、藤井範久著、スポーツバイオメカニクス２０講、朝倉書店 D.A. Winter, Biomechanics and Motor Control of Human Movement, Wilet InterScience
提出課題・試験・成績評価の方法など
出席および毎回の宿題の提出結果より評価する．学期中，5回欠席した場合，自動的にDとなる．
attendance and mini home work in every week. A student who exceeds 5 times absence will be scored as D.
履修上の注意
授業計画
第1回 イントロダクション＋力学基礎１
[Introduction and Fundamental Mechanics I]
古典力学の三法則を復習します．
座標系，ベクトルについて高校数学・物理の復習をします．
Newton's law of motion
Review of coordinate system, vector and fundamental knowledge on physics and math in high school level.
第2回 力学基礎２
[Fundamental Mechanics II]
質点系の並進運動（100m走を大域的にみる）
運動方程式による見方
Linear motion of particle model ( example of 100m sprinting)
第3回 力学基礎３
[Fundamental Mechanics III]
質点系の回転運動（鉄棒を事例に回転運動）
回転運動の表現方法
Angular motion of particle model (example of high bar)
Representation of angular motion.
第4回 力学基礎４
[Fundamental Mechanics IV]
剛体の並進運動
Linear motion of rigid body
第5回 力学基礎５
[Fundamental Mechanics V]
重心・慣性モーメント
Center of mass and moment of inertia.
第6回 力学基礎６
[Fundamental Mechanics VI]
剛体の回転運動
Angular motion of rigid body.
第7回 衝突の力学１
[Impact Biomechanics I]
運動量と力積
ボールとバットの衝突，格闘技のパンチ動作等
Momentum and Impulse
Impact between ball and bat, punch motion of martial arts
第8回 衝突の力学２
[Impact Biomechanics II]
反発係数
野球・テニス・ゴルフ等におけるボールの反発
Coefficient of restitution.
Impact between ball and bat, rackets, club
第9回 仕事・パワー・エネルギ
[Work, Power and Energy ]
ポテンシャルエネルギ，運動エネルギ
エネルギー保存の法則
Potential energy and kinetic energy
A law of conservation of energy
第10回 歩行と走行のバイオメカニクス１
[Biomechanics on Walking and Running I]
歩行・走行の運動学的特徴
Kinematical characteristics on walking and running.
第11回 歩行と走行のバイオメカニクス２
[Biomechanics on Walking and Running II]
筋骨格系の働き
二関節筋の役割
Function of the musculo-skeltal system
第12回 歩行と走行のバイオメカニクス３
[Biomechanics on Walking and Running III]
歩行・走行の運動力学的特徴
Kinetics of walking and running
第13回 摩擦
[Friction]
スポーツと摩擦
冬季スポーツにおける摩擦現象とパフォーマンス
Friction on sports
Winter sports performance by friction.
第14回 スポーツ流体力学
[Sports Fluid Dynamics]
抗力・揚力，マグヌス力等の理解
水泳，自転車，ボールの飛翔等
Drag, Lift, etc.
Swimming, bicycle, ball etc.
第15回 オリンピックの科学
[Science in Olympics]
オリンピックには様々な科学的知見や技術開発が投入されている．来る東京オリンピックで期待されている技術基盤，あるいは最新のテクノロジーのスポーツへの応用を解説する．
Various scientific knowledge and technological development have been put into the Olympics. The technical foundation expected in the coming Tokyo Olympics or the application of the latest technology to sports will be explained.
15回目に相当するその他の授業計画
スポーツバイオメカニクスの計測方法
Measurement in sports biomechanics.