pitching_mechanics_qiita_#1

 物理で解き明かす投球のメカニズム １．ボールが回転する本当の理由 Qiita記事「投球の力学メカニズム(1)〜(6)」を解説 参照： https://qiita.com/skill-vis 本日のゴール： バックスピンが"自然に"生まれるわけを理解 ボールも振り子 回転するきっかけは力の最大化 投球の科学：ボールが回転する本当の理由 1

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投球の不思議 親指の離脱がボールの回転やリリースを促す？ 指で押すから，ボールは回転する？ 親指の離脱 親指を離すだけで回る，リリースする？ 回転軸はどのように定まる？ 身体の"振り"とボールの回転はどうつながる？ Scientific Reports, 15, Article number: 9514 (2025), T. Ymaguchi et al. Impact of slip distance between fingertips and ball on baseball pitching performance under different friction conditions 投球の科学：ボールが回転する本当の理由 2

リリース前になにが起きている？：回転制御フェーズ 回転制御フェーズとは 約140km/hのストレートの例 回転制御フェーズ＝「回転力を与え始める〜回転が始ま る〜リリース」の一瞬（約15〜20ms） この間に球速＋回転数が一気に伸びる（〜30km/h増、〜 2000rpm達成）：ほぼ制御不能 回転制御フェーズ 力の向きの変化と転がりの両立がカギ ヒント トルク発生前に飛翔方向と回転はほぼ決まっている．バックスピン は，すでに力学的な準備が整った「結果」にすぎない． 良い投球は，トルク発生前の準備が大切 バックスピンフェーズ リリース トップスピンの勢いを 殺すフェーズ スピン開始＝母指離脱 ボールの移動と回転制御不能 投球の科学：ボールが回転する本当の理由 3 トルク発生 ボールの挙動は，ト ルク発生前に定まる

理解の第一歩：ボールも振り子と思え！ ポイント： 力の作用点 加速中，ボールが手を押す．「力の作用点＝接触点」と考える 力の作用点＝接触点 ボールを，接触点からぶら下がる「振り子」と考える 親指 ボールが手を押す メモ ボールの回転は，スピン回転が起きているとき接触点が１箇所なの で，そこを回転軸と考えた振り子とみなせる． 手とボールの一体化 手+腕：振り子 ボール＝振り子 肩 投球の科学：ボールが回転する本当の理由 4

振り子の加速原理：根元側は反対方向へ加速する ポイント： 反対方向 振り子の回転運動：先端と根本の加速度は反対向き 力の作用点 根元側を投球方向に加速すると，先端（ボール）は後方に加速 根元側 根本側：前方（=投球方向）加速＝バックスピン，後方加速 ＝トップスピン 先端側 メモ 根元側を，加速させたい振り子の方向（順方向）と反対方向へ加速す ることで振り子が順方向へ加速する． 順方向 先端側は根元側の加速方向と反対側に加速する 投球の科学：ボールが回転する本当の理由 5

ターニングポイント：投球方向に押す力の最大化 ポイント： 回転制御フェーズ 力最大化前 力最大化前：トップスピン・モーメントが発生するが，ボール と手が一体化（手がストッパー） 投球方向の力：減少 投球方向の力：増加 回転制御フェーズ：投球方向の力が減少するが，向心力は増加 回転方向成分＝０ 回転制御フェーズ：投球方向の力が減少によって，力の方向が 回転方向成分発生 下向きに変化し，バックスピン・モーメントが発生 メモ 加速中，ボールが手に張り付くため、ボールは手の中に収まったまま． ボールは親指から離れない． 向きの変化 親指を離したり，指でボールを能動的に押すから回転するのではない． ボールに作用する力 投球方向の力の最大化以降に，スピンは「自然に」発生する． ボールに作用する力 向心力 向心力 投球方向の力の大きさの変化が，力の方向の変化を引き起こし，スピンが自然に発生 投球の科学：ボールが回転する本当の理由 6

回転制御フェーズのおさらい ポイント： トルク発生 スピン開始＝母指離脱 トップスピンの勢い を殺すフェーズ 回転力発生：ボールに作用する力最大 力最大 バックスピンフェーズ トルク最大 バックスピン開始：ボールに作用するトルク最大 減少すれ ばよい 回転制御フェーズ：回転力発生〜リリース メモ 生 ク発 トル ボールリリースのきっかけは，ボールに作用する力の最大化． その後減少することで，バックスピンは自然に始まる． 最大化すればよいだけ．手先を止める必要はない． スピンのきっかけは，スピン開始の約10ms前に始まっている． ボールに作用する力とトルク 投球の科学：ボールが回転する本当の理由 7 リリース

ボールは指の上を「転がる」 ポイント： 示指と中指 回転制御フェーズでは，ボールは指先の上を"転がる" 投球方向の力 力の作用点（押す代表点）は，絶対座標系ではほぼ一定 転がす 「転がり」だからこそ，球速と回転数を同時に伸ばせる 摩擦力 メモ 回転制御フェーズはわずか15〜20msの一瞬．その間に，指上で少しで ボールの移動と回転 も「転がり」続けることで，ボールを押し続けられる． その位置がそれると，いわゆる「抜け」が発生する．抜けは「力の作 用点」の位置でわかる． 投球の科学：ボールが回転する本当の理由 8 力の作用点

ボールに作用する力と力の作用点の変化（動画リンクあり） 回転制御フェーズ：力の作用点の位置はあまり変化せず，ボールは指先の上を「転がる」 ボールに作用する力（青：太実線）とトルク（三角形の面積） 投球方向 向 方 球 投 投球の科学：ボールが回転する本当の理由 9 真横から見た力とスピントルク 右斜め後方から見た力とスピントルク

• https://youtu.be/_e0a6MPQ7KQ
• https://youtu.be/nXuuJ1vgJ2U

ポイント 「母指（親指）を離す→回転開始」は正しくない 回転制御フェーズ 加速期 力の作用点 力の作用点 指で能動的にボールを押すことで回転するわけではない 母指離脱は結果であって，原因ではない 母指 母指 なぜ，このような制御方法？ ボールが手を押す 手関節まわりの筋力がボールを加速するには弱すぎる． 身体から指先に伝わる力が動力源だから 振り子の自然な回転 メモ 加速中，ボールが手に張り付くため，ボールは手の中に収まったま ま．ボールは親指から離れない．力の向きが変わると自然に離れる． 投球の科学：ボールが回転する本当の理由 10 手とボールの一体化

まとめ バックスピンは「親指を離す」からではなく力の向きの変化で始まる 次の一歩：腕も振り子 バックスピンは，振り子の自然な回転 ボールの回転は，ボールを振り子とみなし，接触点 （作用点）の運動で制御される ボールの移動と回転の本質は回転制御フェーズの「転がり」 作用点の運動は，腕を振り子とみなし，肩関節の 並進運動で制御される 力の作用点が絶対座標で移動しないことで「転がる」 肩関節の運動は，体幹と下肢の運動で制御さ れ，地面反力のピークと肩関節は連動する 「転がり」で球速と回転数を同時に伸ばせる 腕の振り子の制御も，ボールと同じ原理 覚えておきたい 「ボールに作用する力」こそがボールの回転の本質．腕の振 り方によって，そのタイミングも含めて制御される． 投球の科学：ボールが回転する本当の理由 11