有限要素法(FEM)を使って、腕立て伏せでどこにどのくらい負荷がかかるか計算しよう！

腕立て伏せの種類として、ひざをつかずに体を一直線にする姿勢（姿勢①）とひざをついて行う姿勢（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

• 全ての部位で姿勢①（ひざをつかない）の方が筋トレ負荷が大きい。ひざをつかないことで、床と接する2か所の距離が大きくなり、作用する荷重も大きくなるため。
• 太ももの筋トレ負荷は胸より大きい。太ももが梁の中央に近く、曲げモーメントが大きくなるため。
• 腕の筋トレ負荷も胸より大きい。胸の方が曲げモーメントは大きいですが、腕の断面積が小さい効果が上回るため。

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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