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綱渡りで長い棒をもつとなぜバランスを取れるのか。【※解決】

仕組み

綱渡りをする際に、長い棒をもってバランスを取っているのをよく目にする(主にテレビで)。

そこで疑問が生じた。

「なんで長い棒をもったらバランスを取れるのか?」

自分の脳みその活性化のため、自分なりに考えてみた後にネットで答えを調べることにする。

ちなみに、「手を広げるとなぜバランスが取れるか」と同じ疑問である。

ここで、「綱渡りをする際に長い棒を持つのはなぜか?」という問いではないことに注意してほしい。

「綱渡りをする際に長い棒を持つのはなぜか?」の答えは「バランスをとるため」であるのは明白であり、「じゃあなぜ棒を持つとバランスをとれるのか?」っていう話を今からしていく

自分なりに考えてみた

正直全く分からない。

おそらく重心がどうたらとかそういった話だろうか。

とりあえず全然わからないから取りあえず「棒を使う場合」と「棒を使わない場合」で簡単に図式してみる。

※正面から見た図

1棒を持つ持たない比較

うむ・・・わからん。

パッと見た感じだと棒をもった方がバランスとれるんだろうな~程度には思うが、なぜかと言われると以前謎だ。

この先を読み進む前に一度考えてみてほしい。

力のバランスを考えてみる

ここでどこにどのような力が働いているかを考えてみる。

重力がかかって重さが生じている部分を矢印でなんとなく図示してみる。

 

バランスに矢印をつける

他にも働いている力はあるが、説明しやすいように省略する。

バランスが取れている状態というのは左右の力関係が同じ場合である。

力がかかっている両端の距離を考えて・・・いや違う・・・

ん?

あ!

わかった!!

棒を持つと力を移動させることができる

棒を使わない場合はバランスを崩したときに、為すすべなく落下してしまう。

※左から右へ進む

落ちてしまう

 

しかし棒を使う場合は、バランスを崩した時に棒の位置を移動させて、力の関係を変えることができる。

※左から右へ進む

バランスとれた

体が傾いたら、その逆の方向に棒を持っていくことで左右の力が均等になる。(※図中の矢印の数や場所に意味は無いので注意。またわかりやすくするため極端な図示である。)

よってバランスが取れる。

ゆえに「棒を持つとバランスをとることができる。」ということが説明できた。

どうだろう??

答えを調べてみた

はい、ここまでかなり持論を展開してきたが正直「40%くらいで正解かな?」って思っている。意外と高いw

調べてみた

調べれば簡単にわかるもんだね。

俺と同じような疑問を持つ人はたくさんいるわけで、それをもっと詳しい人専門の人が解説してくれている。

しかしいくつか説があってどれが正しいかさっぱりわからないので、一旦俺がそれら理論を取り入れて理解して、自分なりに説明してみることにする。

答え

はっきりした答えは見つからなかったのだが、信憑性が高めの説明を2個紹介する。

1.重心が常に真ん中に来るように調整しているて、棒を振ることにより重心移動を容易にしている

時計回りに棒を振れば、それとは逆の反時計回りに体が回る(反作用の力)。

それによって重心が常に綱の上に来るように調整している。

棒が長くて重くなるほど棒を振ったときの反作用の力は大きくなり、より小さな動きで大きな重心調整が出来るようになる。

2.慣性モーメントが大きくし、綱のまわりを回転しないようにするため

バランスをとるために棒を持つことは重心位置の微調整に役立つ。

それと同時に、長い棒を持つことは慣性モーメントの増大につながり、綱の周りを回転することを防ぐ。

 

結論

回転とか言われてもよくわからんのだが、結局俺の推察は半分正解みたいに思う。

”重心の調整を行う”という意味では正解だろう!

慣性モーメントとかはよくわからなかったので、もし専門家に話を聞く事が出来たら追記することとする。

とりあえず結論「棒をもってバランスをとる理由は重心位置を綱の上に持ってくるように微調整するため」だ。

 

※追記2021年3月21日 本に書いてあった答え

日常の「なぜ」に答える物理学”という本にサーカスの綱渡りはなぜ長い棒を持つのかについて解説があった。
詳しく知りたい人は本を買ってもらうとして、僕なりに要約してみると以下の様になる。

  • バランスを取れている=【左回りのモーメント=右回りのモーメントの状態
  • モーメントとは支点を中心に回転させようとさせる力
  • モーメントは「支点からの長さ×力」で計算できる。
  • つまり長い棒を持てば持つほど、モーメントの力は大きくなる。
  • よって回転させるのに大きなモーメントが必要になる。
  • それにより回転しにくくなって、姿勢も安定しやすくなる。

以上です。

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