有限要素法(FEM)を使って、スクワットでどこにどのくらい負荷がかかるか計算しよう！

スクワットにはひざを前に出す姿勢（姿勢①）とひざを前に出さずおしりを後ろに引く姿勢（姿勢②）があります。今回は有限要素法（FEM）を使って自重による負荷が作用する状態を計算し、それぞれの姿勢で身体のどの部位にどの様な負荷がかかるかを比較しました。

この記事はYoutube動画で紹介した内容の概要です。詳細は動画をご覧ください。

比較する2つの姿勢

筋トレの負荷を表す指標として最大主応力（最も引張る方向の応力）を使います。姿勢を保持するには筋肉が縮んで引張の負荷に対抗する必要があるため、引張り方向の応力が大きいほど筋肉の負荷（＝筋トレ効果）が大きいと評価します。

有限要素法による応力分布の比較

各部位の最大主応力の比較結果は以下のとおりです。

まとめ

• 姿勢①（ひざ前出し）：太もも前・すね前後・ひざへの負荷が大きい。太もも後・おしり・背中への負荷はほとんどない。
• 姿勢②（ひざ前に出さない）：太もも前後・おしり・背中に負荷がかかり、全体的にバランスよく鍛えられる。すね後への負荷はない。
• ひざへの負荷は姿勢①の方が大きい。ひざへの負担を減らしたい場合は姿勢②が望ましい。
• 鍛えたい部位・守りたい関節に応じて適切な姿勢を選ぶことが重要。

YouTube動画でより詳細に説明しています。ぜひご覧ください。

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