腹筋を鍛える筋トレ「クランチ」の効果的な姿勢を有限要素法(FEM)で考えよう！

クランチでは、おしりを床につけた姿勢よりも、おしりを持ち上げた姿勢の方が筋トレ効果が大きいと言われています。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。

有限要素法による腹部の応力比較

各姿勢の腹部最大主応力の比較結果は以下のとおりです。

姿勢②の腹部への応力は姿勢①の約2倍となり、おしりを持ち上げる姿勢②の方が腹筋への負荷が大きいことが確認できました。

まとめ

• 姿勢②（おしりを持ち上げる）の腹部への最大主応力は姿勢①（おしりを床につける）の約2倍となり、腹筋への負荷が大きい。
• 応力が大きくなる理由①：おしりを浮かすことで脚の重心と腹部との距離が大きくなり、腹部に作用する曲げモーメントが増加するため。
• 応力が大きくなる理由②：おしりを持ち上げることで腹部の曲率が大きくなり、腹部が応力集中部になって応力が増大するため。

YouTube動画でより詳細に説明しています。ぜひご覧ください。

再生できない方はこちらからどうぞ

関連する内容

材料力学に基づく筋トレのシリーズ

材料力学の教室

材料力学用語辞典

身近な材料力学

HOME

生活に役立つ材料力学

YouTube

材料力学分野の仕事に20年以上従事する博士(工学)が運営しています。
2022年にYoutubeチャンネルを開始し、動画数が増えてきたので探しやすくするために本サイトを開設しました。
ここで紹介する動画以外にもYoutubeには多くの動画が有るので、ぜひチャンネル登録もお願いします。