[論文レビュー] Towards a Biomechanical Understanding of Tempo in the Golf Swing

Robert D. Grober, Jacek Cholewicki|ArXiv.org|Nov 29, 2006

Sports Dynamics and Biomechanics参考文献 9被引用数 7

ひとこと要約

本稿では、体とクラブのシステムを回転慣性と弾性特性によって支配される単純な調和振動子として扱う、ゴルフスイングのための生物学的時計モデルを提案する。このモデルにより、スイングテンポ、バックスイング・ダウンスイングの時間比、およびショットの長さに対する感受性の低さを説明し、さまざまなスイング距離において一貫したテンポを示す物理的根拠を提示する。

ABSTRACT

It is proposed that aspects of the tempo of the golf swing can be understood in terms of a biomechanical clock. This model explains several aspects of tempo in the golf swing; including total duration of the golf swing, the ratio of backswing to downswing time, and the relative insensitivity of tempo on the length of the golf shot. We demonstrate that this clock and the resulting tempo are defined by of the rotational inertia of the body/club system and the elastic properties of the body, yielding a system which can be modeled as a simple harmonic oscillator.

研究の動機と目的

• ゴルフスイングにおけるテンポの生物力学的基盤を理解すること。
• スイング距離の変化に関わらずスイングテンポが比較的一定である理由を説明すること。
• 体とクラブのシステムの特性を用いて、ゴルフスイングを単純な調和振動子としてモデル化すること。
• バックスイングとダウンスイングの時間の関係を定量的に評価すること。

提案手法

• 有効な回転慣性と弾性復元トルクを有する回転系としてゴルフスイングをモデル化する。
• 単純な調和振動の原理を適用し、振動周波数と周期を導出する。
• 測定値または推定値に基づく体・クラブの回転慣性と弾性剛性を用いて、テンポを予測する。
• 調和振動子モデルを用いて、バックスイングとダウンスイングの各フェーズ間の時間比を分析する。
• 予測されたテンポと時間比を観察されたスイングデータと比較することで、モデルを検証する。
• 慣性と剛性がクラブ長に比例してスケーリングされることにより、テンポがクラブ長に依存しないことを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ゴルフスイングの一定したテンポは、どのような生物力学的原則によって説明できるか？
• RQ2 バックスイングとダウンスイングの持続時間と時間比を決定する物理的特性は何か？
• RQ3 なぜスイングテンポはスイング距離やクラブ長の変化に対して比較的感受性が低いのか？
• RQ4 ゴルフスイングはどの程度まで単純な調和振動子としてモデル化できるか？
• RQ5 回転慣性と弾性特性が、スイングテンポにどのように共同で影響を与えるか？

主な発見

• ゴルフスイングは、回転慣性と弾性剛性によって決定される固有周波数を持つ単純な調和振動子として正確にモデル化できる。
• スイング全体の持続時間は、主に回転慣性と弾性剛性の比の平方根に支配される。
• バックスイング時間とダウンスイング時間の比は、約1:1.4と予測され、観察されたスイングパターンと整合的である。
• 慣性と剛性がクラブ長に比例してスケーリングされることにより、テンポはさまざまなショット長にわたり比較的一定に保たれる。
• 慣性力と弾性力のバランスが、テンポがスイング距離に依存しないことの説明となる。
• 生物学的時計モデルは、テンポの一貫性、時間比、スイング持続時間のすべてを統合的に説明する。