ボール変化の原理を知れば、パフォーマンスは高まるか

良いボールの条件

私がバレーボールを始めたとき、ボールは白球でした。それが、視認性を高めるためにということでカラーボールが採用され、さらに、時が経ちカラーボールのデザインが刷新されました。

そして、さらに2019年。ミカサ社がボールデザインをさらに変更し、FIVBの公認試合球として使われることが決定しています。

たかがボール。されどボール。

なぜこれほどまで、頻繁にボールが変更されてきたのでしょうか?色々と大人の事情もあるのかもしれませんが、開発者の「より良いボールを作りたい」という飽くなき探究心がこうしたニューボールを生んできたという事実も知っておくべきなのかもしれません。

ミカサ社がニューボールを製作する上でのコンセプト

ニューボール(V200W)の紹介動画をまずはご覧ください。

このボールを製作する上でのコンセプトは下記の通り、株式会社ミカサのHPにて紹介されています。

V200Wは視認性と空力特性を最適化するために18枚の特殊形状パネルを均一に配置しました。より正確なボールコントロールが可能となり、プレーヤーの技能をあますところなく引き出すことができます。コート上での選手の素晴らしいパフォーマンスはより観客を熱狂させることでしょう。
マイクロファイバーを使用した表皮素材は、ディンプルシボと微細なシボ2種類のマルチパターン構造を採用しボールの飛行を安定させ、かつボールのクッション性能を上げています。また、汗がついてもボールを滑りにくくするナノ・バルーンシリカ コーティング加工により、競技中のボールの滑りを抑制します。

新しいバレーボールのデザイン発表 株式会社ミカサHPより

モルテン社 ボール開発担当者が語るボール製作コンセプト

モルテン社のボール開発担当者による、ボール開発に関するインタビュー記事を一部抜粋して、紹介します。下記抜粋部分ではサッカーボールについて言及しています。

弊社の製品開発は「For the real game」をテーマにしており、選手の思ったところに思ったボールが届くことを目指しています。ブレ球は、蹴った選手にも予測不可能な弾道ですので、減らしていきたいと考えています。

ボールはなぜ落ちたり、曲がったりするのか 

良いボールとは、競技者の意図した通りのボールコントロールが可能なボール

バレーボールを製作している2社のボール製作のコンセプトは上記情報から感じとっていただけたでしょうか。

ミカサ社とモルテン社。それぞれまったく違ったデザインのボールを製作していますが、大きなコンセプトとして『競技者が意図した通りのボールコントロールが実現するボールを開発する』というものがあるように思います。

上記で紹介しているモルテン社の開発担当者のインタビュー記事からは、良いボールを製作するために、多大な努力が払われているいることがひしひしと伝わってきます。

それでも意図せずに変化するボール

ボール開発者の涙ぐましい努力の上に生み出されているボールですが、それでもやはり競技者の意図した通り、完全にはコントロールできない状況が生まれます。その代表的な例がバレーボール競技における「変化球サーブ(無回転)」であったり、サッカー競技における「ブレ球」と呼ばれるものであったりするわけです。

これらのボール変化はプレーヤーの意図を超えた動きをすることが特徴であり、あえてこの特徴を利用したプレーをすることもあります。

こうしたことからも、プレーヤーはボールが意図を超えた変化をするその原理についてしっかりと理解しておく必要があるのではないかと思います。

ボールが変化する原理を図解してみる

それでは、なぜボールが変化を起こすのか図解してみたいと思います。ここでは、まず無回転ボールが変化する(ブレる)原理について順を追って解説していきたいと思います。

無回転ボールがブレる原理

①ボールをヒットする。ボールはヒット直後に加速度が最大になり、次第に減速していきます。(このとき、ボールは無回転とします)

②ボールの進行方向に対して逆の空気の流れ(抵抗)が存在します。この空気抵抗の影響を受けて次第に減速していきます。

③ボールの回転は空気の流れを安定させ、その結果ボールの軌道も安定させる効果があります。しかし、ボールの回転が少ない、もしくは無回転でボールが移動していく場合、ボールが移動する軌道後方に交互にできる渦の列(カルマン渦)が発生します。このカルマン渦は抵抗力を生むだけではなく、ボールを予測不能な方向に動かす働きをします。

④カルマン渦の影響を受けてボールはボールヒッターの意図しない変化(ブレ)を発生させます。

次に、ジャンプ・サーブなどでよく見られるドライブ回転ボールが変化する(落ちる)原理について順を追って解説していきたいと思います。

ドライブ回転ボールが落ちる原理

①ボールをヒットする。ボールはヒット直後に加速度が最大になり、次第に減速していきます。(このとき、ボールはドライブ回転とします)

②ボール上方においては、ボールの回転と空気の流れは逆向きになっています(高気圧)。そして、ボール下方においては、ボールの回転と空気の流れは同じ向きになっています(低気圧)。

③空気は圧力が高いところから低いところに流れます。そのため、まっすぐに進んでいたボールは、下方に押し出されます。こうした現象のことをマグナス効果と言います。

④マグナス効果によって、ボールは下方に落ちていきます。

ボールが変化する原理を理解すればプレーは変わる

図解をしながら強く感じたことは、バレーボールを物理学的視点から現象として分析することは非常に重要であるということです。

バレーボール経験の豊かなプレーヤーやコーチほど、自分自身の経験や肌感覚に頼って、バレーボールを考えようとする傾向にあるように思います。もちろん、そうした経験や肌感覚というのは、誰にも真似できない貴重な財産であると同時に他のプレーヤーには理解しがたいものであったり、その人にしかフィットしないものであったり、あるいはそれは最善解ではないといったことがあります。

これに対して、物理学というのは学問で非常に体系化されており、再現性が高く信頼のおけるものだと言えます。

本記事では、ボールが変化する原理について考えてきましたが、しっかりとボール変化の原理を掴んだ上で、プレーすることができれば、自身のプレーを振り返り改善に繋げたり、新しい戦術を考えたりすることができるのかもしれません。

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