【スポーツ工学】W杯で話題　「ぶれ球」と呼ばれる無回転のシュートの原理　科学の視点から解析／山形大

◇サッカーＷ杯公式球「ジャブラニ」　ぶれ球の不思議に迫る

サッカー・ワールドカップ（Ｗ杯）南アフリカ大会で話題となり、
日本代表の本田圭佑選手が得意とする「ぶれ球」と呼ばれる無回転のシュートの原理について、
山形大地域教育文化学部の瀬尾和哉准教授（流体力学、スポーツ工学）が科学の視点から解析し、
６日発表した。放たれたボールが進む方向の裏側に生じる空気の渦が、不規則な揺れを
生み出す要因だという。

瀬尾准教授は南ア大会の公式球「ジャブラニ」などを使って実験。
回転しない状態で風やレーザー光を当て、周囲の空気の流れを分析した。
　
ボールの両脇から後ろに空気が流れると、裏側に低圧の空間が発生。
周囲の空気を巻き込むようにしてＵ字形の渦が生まれる。
この渦が不規則に向きを変えることで空気の流れが変化し、ぶれが生じるという。
　
渦を発生させるには、スピンをかけずにボールをけるほか、ボール自体も凹凸が少なく
理想的な球体に近くなければならない。ジャブラニは少ないパネルを機械で張り合わせて
作られており、球体に近いとされる。
　
瀬尾准教授によると、金属球を使って渦を発生させた先行研究はあるが、
サッカーボールで証明したのは初めて。
　
Ｗ杯でぶれ球が目立ち始めたのは２００６年ドイツ大会から。ドイツ大会の公式球と比べ、
ジャブラニは空気抵抗が小さく、「スピードが落ちず、よりゴールに近い地点でぶれる特徴がある」
（瀬尾准教授）という。本田選手がＷ杯のデンマーク戦で決めた先制ゴールも、無回転でぶれる
ように落ちている。
　
瀬尾准教授は研究成果について「アドバルーンや飛行船を安定させる技術などにも
応用できる」と話している。

［ジャブラニ］　ワールドカップ（Ｗ杯）南アフリカ大会の公式球。
同国の公用語の一つ、ズールー語で「祝杯」の意。
皮革パネルはわずか８枚で、ドイツ大会の「チームガイスト」より６枚少ない。
ＧＫには扱いが難しいため不評で、実際にＷ杯の試合でファンブルによる失点もあった。

2010年07月07日水曜日

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▽記事引用元
http://www.kahoku.co.jp/news/2010/07/20100707t54013.htm
河北新報社（http://www.kahoku.co.jp/）配信記事

ぶれ球の原理について説明する瀬尾准教授
http://www.kahoku.co.jp/img/news/2010/20100706022jd.jpg

>放たれたボールが進む方向の裏側に生じる空気の渦
カルマン渦?

しゃぶれ玉

フォークボールと同じ。
っつーか、流体力学では常識だろ。

>>4
フォークじゃねーよ
ナックルだ

パームボール使いっていないのかよ！

無回転で射出されたボールでも→〇〜 こんな風にボールに紐を付けておくだけで真っ直ぐ飛ぶよ
凧の足と同じ理屈だな

･･･え？
この研究の新規性は？

原理がわかっても予測できなければ意味ないし、まず再現性ないし。
無意味すぎる研究。

流体工学やっても日本じゃ扇風機しかつくれないって、
予備校の物理の講師が言ってたが、本当なのか？

>>8
>>9
実際のサッカーボールを使って証明
>>10
言い過ぎだろ

>>10
それはないわｗ
造船分野での流体力学は日本はかなり高い技術築いているから。
航空分野ではやはり軍事産業を持っている国には遅れをとるかも！？

ドイツ大会のほうがミドル入ってた気がするんだが気のせい？

ラクビーボールでサッカーやれば、面白いのに

ウェイクフィールドに聞けよｗ

>>13
高地だったのとボール自体の抵抗の少なさのせいで宇宙開発に・・

何年も前にテレビ番組が解析してたじゃん。
アインシュタインの眼ってやつだっけ。
たしか筑波大サッカー部が出てた希ガス。

ttp://www.youtube.com/watch?v=Ag1SWun7jVE
こういうスレでは載せずには居られない動画

車の空力解析のノウハウの応用でしょ？
野球ボール(フォーク・ナックル)とかで前例結構あるよね。
論文出しても査読で却下かな？ネタが旬だから通るのかな？

>>4フォークも一応回転数を減らして落とす球だな

でもフォークはナックルよりは回転数が多い
それもバックスピンでなく、ごく遅いシュート回転が掛かっている人が多い

稀にほとんど回転しないフォークを投げる人もいて(指が長く、人差し指と中指が曲がっててちょっと向き合ってるような人など)
その場合やっぱり多少揺れる

野球のボールは縫い目があるから、それを進行方向にどう回転させるかで決まる（　・ω・）ｙ─┛〜〜

理屈こねても無駄。
無回転ボールの不規則性は周囲の空気の不規則性との相互干渉によるものなんだから。
主体と環境の相互作用が生み出す奇跡。
そして、もちろん、きれいな回転をかけた直線的なシュートもまた、回転によって規則性を生み出す奇跡なのさ。
だけど、そんな不規則な環境でずっと生きてる人間だからこそ、
理屈抜きで無回転シュートが打てることを発見し、試行錯誤の末に独自に再現できるようになるんだよね。
理屈を超えて。計算を超えて。まさにスポーツのもつ神秘。奇跡。

つまり、さっさとナビエストークス方程式の一般解を見つけろと言う事か

>>1
＞ボールの両脇から後ろに空気が流れると、裏側に低圧の空間が発生。
周囲の空気を巻き込むようにしてＵ字形の渦が生まれる。
この渦が不規則に向きを変えることで空気の流れが変化し、ぶれが生じるという。

>>2＞カルマン渦?

だな
あるいはその前段階で、ボールの後ろで非対称になり初めくらいかな

既に、70km/hを超えるシュートで無いと無回転でも揺れは生じないなどの研究があるんだっけ
スンスケも無回転を蹴ることは一応出来たが、遅過ぎてあまり実用的ではなかったという
さすがに70km/hは超えていただろう

>>18　回転数が少ないのにボールが良く曲がっているのは昔のボールだからか。
今大会の遠藤のシュートはもっと回転数が多かったが、標高も高くジャブラニだから2mくらいしか曲がらなかった

これ、バレ〜ボ〜ルでも同じことできるよ。２５年前高校生の時やってたｗ

>>24
これ、ボ〜ルを打つ側で意外と軌道を制御できるんだぜ。
カルマン渦ってそんなに規則的なんか？

前回のＷＣ前に犬ＨＫがかなり解析していたよ？
ボールの軌道が数十センチブレるらしい。

流行の波に乗ろうと必死だな山形大ｗ

ところで地域教育文化学部ってナニ？このDQN学部ｗｗｗ

普通に筑波大でこの実験公開されてない？
ずっと前にテレビで見た

ただのナックルだろ
解明って言っても、小学生レベルだよ。

アディダスが開発時に検証してそうなんですけど

野球ですでに分かってるでしょ

>>1＞「アドバルーンや飛行船を安定させる技術などにも応用できる」

山形なら飛行船を使いこなせれば冬季の山地への輸送に便利だな

>10 流体工学やっても日本じゃ扇風機しかつくれないって、
ねーよｗｗｗ
そんなんだったら原子炉の冷却系だのシリコン単結晶るつぼ中の解析とかできねぇしｗ

>予備校の物理の講師が言ってた
そいつが扇風機しかない超貧乏研究室の出身か、
アレ過ぎだったので扇風機でしか実験させてもらえなかったんじゃね？

>>10
予備校の講師ってのはほとんど院生で失敗した人達だからねえ。

その予備校時代がいつ頃だったのかにも因る

サッカーボールも野球の球みたいに縫い目を曲げればいいのに
そうすれば状況に応じて４シームシュートとかナックルシュートとかドロップシュートとか
より蹴り分けられるようになる

ピンポン玉の方が軽い分、凄い球が打てそうな気がするんだが、
逆に軽すぎて回転がかかっちゃうのかな。

赤方偏移だよ。赤い人間ほど遠くに青い人間ほど近くに見える。

＞ぶれ球

由紀夫に研究をさせろよ。

いやこれってさ、バレーの無回転サーブと何か違うの？
無回転サーブってすんごくフラつくよ

フローターサーブ？

>>42
いんや違う
フローターで無回転と回転を、
ジャンプでも無回転と回転を使い分けてた
ジャンプ無回転はめんどくさかったけど

>>10
予備校の講師なんかが分かるわけねぇだろｗ
日本人は先生だったら何でも鵜呑みにしちゃうからな・・・

>>38
ピンポン玉をナックルの握りで投げると
びっくりするくらい落ちるよね

>>10
どこの予備校だよ（笑）
世界初の数値計算は東大の川口先生だよ（円筒周りの流れ）。
空母から発艦する戦闘機を見て、世界で最初に地面効果に気づいたのは東大の今井先生だし、
グリッドジェネレーションも日本発だし、20世紀の流体力学は日本抜きには語れないよ。

>>10,12
進路の話だろ
実際に国内の航空分野の市場が小さすぎて

難関国立に入って
さらにその中で上位数％の成績とって
人気の航空宇宙系の研究室入らないと
そっち系の仕事は出来ないよ

そこそこ程度だと
重工にすら入れず
そのへんの大手メーカー入って扇風機レベル

サッカーボールでやってみたってとこだけが新しいの、これ？

次は「民主党のブレと流体力学について」辺りを発表してくれ

＞＞４５
ピンポン球は完璧な無回転が決まると、ラケット一個分近くずれる。

．．．これで初速が１５０km/h越えだから、まず当てるのは無理。

ただし弱点もあって、これだけずれるってことは、まず狙ったところにいかない。w

この調子でジャイロボールも解析してくれ

>>2>>21
なぜカルマン渦に気づかないんだろねぇ
ニュースにするほどか？
継ぎ目がVGになってたって気づけよ。

ボールの振動も計算に入ってるのかな？

ツインシュートが一人で蹴れると知って
キャプテン翼涙目だな。

確かに回転してないシュートってブレるんだよね。
しかも「シュ〜〜〜〜〜〜〜」って音を発しながら飛んでくるしｗ

公式球「ジャブラニ」が原因では？
アルゼンチン代表の控えによると、恐ろしく出来が悪いんだと。

http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20100713-00000019-ism-socc

ボールの曲がり方ってマグヌス効果とカルマンの渦知ってたらだいたい予想つくだろ。
こんなの大学教養程度の物理じゃんか。
内容も結果も大した研究じゃないな。
渦の動きをカオスで解析！とか、もうちょっと踏み込んで…えっ？ゼリー？僕も食べるよ。

無回転サーブは進行方向左右に交互に渦ができて押し合いするからブレる

マグナス効果は継ぎ目が少なくツルツルだから生じにくくて
回転してもろくに曲がらない

一方無回転で蹴れば揺れまくる
だが、揺れるシュートを使って点を取るより
フリーキックで壁を越えてからドロップしたり
壁の横を通って曲がって>>18みたいに入る方が
実際は遥かに使う局面が多いし、
選手の技術が正確に得点に反映される

http://www.youtube.com/watch?v=Vm2hu5rAd7k
遠藤のはこんなに回っててもあまり曲がってない

>>60
球の後ろだ、カルマン渦ができるのは

>>62
読解力無しか？
進行方向上下じゃなくて左右だよ。

>>53
ジャイロである事自体にはあまり意義は無い
) (を正面に向けてジャイロ回転だと抵抗が少ない

⊃∪⊂∩を正面に向けてジャイロ回転だと抵抗が大きい

だったらこのような面を向けて無回転でも同じじゃんと思われそうだが
完全に1方向を進行方向に向けたボールなんてナックルそのものでもっと難しい
だから回転掛けるくらいで丁度良い

----------------------------------というのが、2006年くらいまで言われていた-------------------------------------

しかし別の研究機関で調べたら
) (を正面に向けてジャイロ回転でも、普通のバックスピンより抵抗大きかったという結果が出たため
この辺がgdgdになってしまった

ジャイロは幾つもの研究機関が風洞やら数値計算やらを調べている

>>1にも関与してて面白いのがお茶の水女子大で行われた研究
極めて遅いジャイロ回転(リリースからミットに捕球されるまで2回転以下)のジャイロ回転だと
全く回転しないより、横へのぶれが大きくなったという

またトップスピンやバックスピンやサイドスピンより、ジャイロスピンの方が多少回転数が大きくなっても
ブレやすいため、ナックルを投げる時の技術的難易度も下がる、と記されている

サッカーボールでも稀にジャイロ回転のキックが見られる

今更すぎるだろ
山形大地域教育文化学部の瀬尾和哉准教授ってどんだけ遅れてるんだ

今回はボールが悪かったから全体的にゴールが少なかった。
ならばボールを曲げやすい、コントロールしやすいボールにすれば
点が入るようになって面白くなるんじゃないだろうか。

３０年近い昔の高校生時代に、今コンビニで売ってるような、野球の球の格好をしたゴムまりで
パーム投げたら、顔の高さに投げた球がバッターボックスで地面にワンバンって勢いで落ちて、
誰もバットにかすらなかった。まさに魔球。

ブレ玉をかぶれ玉とよんでしまった

パームとはまたマイナーな球だな
その落差なら多分何らかの指の掛かりでトップスピンだったか

>>45のピンポン玉ナックルも、指でトップスピンを掛けるように弾くナックルカーブを
そう称している人が多い

>>51のはラケットで打つときに回転を掛けないようにする技

軟式テニスの球で、指でトップスピン掛けるナックルカーブをスリークオーターで投げると、
背中の後ろから、アウトコースボールまで曲がるんだよね。

こちらは、ブレ球じゃなくてバナナ系だけど。

ピンポン玉やコンビニのビニールボールや軟式テニスボールなら
ジャイロ回転で山なりに投げると
上昇時の動きと下降時の動きが逆向きなのが良く分かる

>>72
ゴルフの蟹走りショットだな。
素人にしかできないやつ。

田舎の山猿人が理屈だけ研究したところで
チョンテディオ山形のような野蛮な北国サッカーチームには
真似できないから意味ないですよｗｗｗｗ

ゴルフのドローボールとフェードボールもこれか

http://www.youtube.com/watch?v=WeXNe6gzE8A#t=0m25s
ダルビッシュのジャイロ回転に近い縦スラ

何を今更感漂うカルマン渦

>>76松坂も含めてその手のジャイロｗで落ちる球は結局トップスピン方向に若干傾いた
縦スラ、あるいは宜野座カーブだった

＞地域教育文化学部
ここで流体力学語ってたら笑われそうだな

見てる側にとっては全然ブレてるように見えないんですけど。
受けるキーパーにとっては大問題なんだろうな多分。
そんなんより外れたと思わせるような軌道からグニャっと曲がるシュートや
強烈に落ちるドライブシュートのほうが凄いと思うけどね。


>>56
ブレながら曲がるツインシュートってどうやったら蹴れるん？
レヴィンシュートはまさにジャイロ回転なわけだが、銅像を粉々にしたり
パンチで岩を砕くキーパーの腕を破壊する威力を持ってるんだぞ！
シュナイダーがネオファイヤー撃つたびにボール１個丸焦げになって使えなくなるんだよな。
全く迷惑な話だ。

ボールが空気でブレ球になるのなら
新幹線や橋が風で振動するのもしょうがないな

>>80＞見てる側にとっては全然ブレてるように見えないんですけど。

カメラワークがぶれてる方が目立っちゃったりして、
ブレ球の威力って上から見た画像だと伝わり難いかもな

一般人には大きく綺麗に曲がる変化球の方が分かりやすい
ブレ球より取られやすくなるがｗ

>>80
>見てる側にとっては全然ブレてるように見えないんですけど。

横から撮った映像だと、ボール自体が秒速20〜30ｍで飛んでいるから、精々数十cmのブレは
相対的に小さすぎて全然わからん。

>受けるキーパーにとっては大問題なんだろうな多分。

バレーボールをやっていた経験だとドライブサーブは落下点が予測できるんだけど、無回転の変化球サーブは、
予想外の変化をするから読めないんだよね。手元に来てから急に伸びたり落ちたり横に曲がったりするから。
多分サーカーのキーパーも同じなんだろう。

>>53
夢舞台で新球を試すあたりが日本ハム・ダルビッシュらしい。セを代表する超一流打者に、
２１日の練習でひらめいたばかりの新球を初披露した。全３３球中１３球。それはカットボールの
軌道で浮き上がる「ジャイロカッター」だ。

大粒の汗を流しながらベンチ裏に現れた右腕はタネ明かし。
「試合で初めて使いました。カットボールの一種ですね。ただこれまでと軌道が違う」。
天才的な感覚を誇る指先がメジャーでもめったにお目にかかれないジャイロボールと同じ
回転を生み出した。直球の握りをわずかにズラし、リリースポイントで押し出して横回転を
つけるのだ。

４回に対戦した阿部は「アンダースローのように浮くボール。ファウルでしのぐのが精いっぱい
だった」と脱帽した。ダルビッシュは坂本との対決で手応えをつかんだ。２ボールから３球
連続で新球を投じ、２球連続空振りの後に左飛。
「右打者はチェンジアップのような反応をしていた。普通はバットがボールの上を振るが、
下を振っていた」。当初は左打者の胸元をえぐるのに有効と踏んでいたが右打者にも効果絶大。
あとの課題は制球の精度を磨くだけだ。

０８年は鼻血、０９年はラミレスの打球が右肩直撃。「毎年いいコンディションで臨めていなかった。
また駄目でしたね」と２回２安打１失点に苦笑したが、注目度は文句なしで一番だった。
「まあ、話題だけでも振りまいたから、それだけでも十分かな」。前代未聞の魔球を解禁した右腕は、
少しだけ胸を張った。

▼全セ・坂本　嶋さんに直球ですか？って聞きました。カットしているように見えました。
▼全セ・ラミレス　気が付かなかった。直球に見えた。
▼楽天・嶋（ダルビッシュとバッテリー）左打者の胸元には浮き上がり、右打者の外には沈む。
変化はさまざま。速いスライダーみたいですね。

◆ダルビッシュの球種　
（１）直球（２）縦のスライダー（３）横のスライダー（４）１２０キロ台の高速カーブ（５）１１０キロ台の
縦に割れるカーブ（６）１００キロ台の曲がりの大きいカーブ（７）１４０キロ台の高速チェンジアップ
（８）１３０キロ台のチェンジアップ（８）フォーク（９）ツーシーム（１０）ワンシーム（１１）シンカー
（１２）カット（１３）ジャイロカット

ソースはhttp://www.sponichi.co.jp/baseball/news/2010/07/24/11.html
３回から登板したダルビッシュ
http://www.sponichi.co.jp/baseball/news/2010/07/24/images/KFullNormal20100724191_l.jpg
___________________________＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

自分で意識してジャイロ回転の球を投げ、しかもある程度伸びのある球として（主目的はカットファストボールだが）
使ったプロ野球投手として、ダルビッシュが名を残す事になった（既にこっそり使っていた投手は何人もいたが）
動画サイトを見たら少しバックスピン寄りで、またスライドしやすい方向にもやや傾いている
最終的には147km/hまで出たが、141km/h程度のものでもそこそこ伸びはあった

オーバースロー若しくはスリークォーターなのに、アンダースローのような軌道で飛んでくる球だ、という評価になっていた

全米注目ルーキーのストラスバーグの伸びながらちょっとシュートする直球と
ダルビッシュのジャイロ回転のカットファストボールを比較したら
明らかに軌道全体の違う部分で伸びが出ていた

ストラスバーグのは本当にスピードと回転で伸びている感じ
打者の手元3mくらいでグググッと伸びが目立つがその後は勿論速いけれど
軌道としては予測通り

ダルビッシュのジャイロ回転のカットファストボールは、スリークォーターなのに
アンダースローから投げたような軌道で、球離れは打者に近いから意外と低い。
勿論全体としては重力が掛かって沈んでるんだが、最初から軌道が上向きだから
打者としては合わせにくい
低めに投げると案外平凡な球になってしまう。沈み気味のちょっとスライドする球

でもこればっかり飛んで来たらやっぱり慣れられて、それなりに打ち込まれるだろう
何よりバックスピンよりちょっと遅いし

動画サイトではアメリカ人の野球ファンが
日本の野球のシュート、ジャイロボール、宜野座カーブについて
賛否両論を挙げて議論している
MLBでこれは使えるかどうか？とか

125km/hの投手が投げた107km/hの宜野座カーブをただのスローカーブじゃねえかと言っていて
いやこれはストレートの割に速いと別の人がコメントしていたり

ジャイロについては、｢基本的には浮きも沈みも曲がりもしない｣とアメリカの指導者がコメントしている

あのアメリカ人野球指導者がジャイロボールについて述べていた動画では
子供にはあまり薦めないと書いていたな

でもあれがダメなら、ショートなんて助走つけた1塁への送球が出来ない事になる

http://wiredvision.jp/news/201009/2010090722.html

★動画　http://www.youtube.com/watch?v=zV9KwpPzZuU&feature=player_embedded

1997年、サッカーブラジル代表(当時)のロベルト・カルロスが決めたフリーキックは、
ボールが一旦右に行った後、左方向に鋭くカーブして、物理学を否定するかのような奇跡的ゴールとなった。

この驚くべきゴールが決まったのは、1998年のワールドカップを控えた国際親善試合[トゥルノワ・ド・フランス]の、
フランス対ブラジル戦でのことだった。

おそらくは自国の代表が、少なくとも物理学の法則にはあまり味方してもらえなかったことを証明しようとしたのだろう、
フランスの研究者らは一丸となってこのボールの軌道の解明に取り組んできた。

そしてその結果、あの尋常でない軌道を説明する数式が得られた。

http://img3.wiredvision.jp/news/201009/2010090722-1.jpg

球体がスピンしながら飛ぶとき、その軌道はらせん形を描く。
普通は、重力があるのと、ボールの移動距離が比較的短いことで、このらせん形の軌道は目立たない。
ところがロベルト・カルロスは35メートル先にいて、ボールを蹴る力も十分だったので、本来のらせん様の軌道があらわになった。
上の図に示されているように、もし重力(とゴールネット)の干渉がなければ、ボールはらせん形を描き続けたと考えられる。

このことから言えるのは、十分な距離を取って、十分な力でボールを蹴れば、誰でもこのらせん形の軌道を実現できるということだ。
またこのことは、普通なら一生に1度もののこの手の奇跡的ゴールを、ロベルト・カルロスが何度ももぎ取っていることの説明になるかもしれない。

★動画　http://www.youtube.com/watch?v=RDRDaWz_Npk&feature=player_embedded

>>65
本田のFKはほとんどジャイロ気味だよ。
ちょっと軸がずれてるけど。
ゴールまでに数回転している。

>>89本田の場合、蹴ってからゴールに入るまで何回転するのかな
1回転くらいゆっくり回って入るのかどうか