こんにちは！
今日はボールがホップするについて書いていきたいと思います。
球技をしている方の中にはボールがホップする感覚を感じたことがある人が多いと思います。
このホップはボールが伸びるとも表現され、サッカー・野球・卓球などでよく耳にすることがあると思います。

もちろん、まだホップの感覚を感じたことがない人もyoutubeなどで調べてみると、いろいろ出てくるので見てみてください。

さて、まずはホップを生み出している現象の正体はバックスピンです。
バックスピンをかけるとなぜホップするのでしょうか。
理由はボールの上側の気流が早くなり、下側の気流が遅くなることで上に引っ張り上げる力が働くためです。
回転数が高まれば高まるほどボールの上下の空気の流れる速さに差ができ、上に引っ張り上げる力は高まります。

この引っ張り上げる力が働くことで、通常の蹴り方・投げ方・打ち方に比べてボールが落ちずらいという現象が起こっています。
この落ちずらいという現象は、同じ高さに到達するバックスピンではないボールに比べて、より長い時間空中にあることになります。
そうすると長い時間空気抵抗を受けることになるので、サッカーのゴールキーパーのパントキックだと最終的にボールを受ける選手に、ボールが到達する頃には速度が落ち、トラップしやすいということにもつながります。面白いですね。

もちろん、回転の方向が変われば空気の流れる速さが場所によって変わり、ボールの軌道も変わります。
トップスピンであれば下に引っ張り上げる力が働き、横回転であれば横方向に引っ張る力が加わるので、その方向に曲がります。
無回転の場合には、回転による空気の速さは同じであるが、外の気流の影響やボールが進むことで起きる乱気流によって引っ張る力が生まれ、思ってもみない方向に曲がることが起きます。

もし、スポーツで技術の習得に悩んでいる時には、こう言った物理の考え方が頭にあると、気づくきっかけになるかもしれませんね。

この現象はボールだけではなく、様々なところで利用されています。
例えば飛行機や車です。
飛行機の翼は上側の空気が早く流れ、下側の空気が遅く流れるような構造になっています。
離着陸時にはより浮力を受けるために、大型航空機であれば翼が変化するので、みてみると面白いと思います。
車の中でもF1などのレーシングカーは後ろにウイングと言って翼がついています。
このウイングは上側の空気が遅く流れ、下側の空気が早く流れる構造になっています。
これはエンジンのパワーを地面に伝え切ったり、カーブを曲がり切ったりと、車体を地面に押し付けるためについています。

なかなかスポーツをやっていく中で理系を選択していく人は少ないかと思います。
また、トレーニングをしていく中で自然と物理を学ばなくてもそういうものだと現象から理解している部分があるかもしれません。
ただ、こう言った切り口も選択肢の一つとして持っておくともしもの時に役立つのかなと思います。

最後まで読んでいただきありがとうございます。
今後も書いていきたいと思うので、よろしくお願いします。
榊原　俊