テニスラケットの科学（744）
：テニスラケットの科学（721）の補足20
：「テニスを科学する：テニスボールとラケットの衝突」
：ストリング面の縦糸・横糸の役割
：プロの選手では非常に珍しく？縦（メイン）にナチュラル､横（クロス）にポリエステルに張ったフェデラー選手のストリング性能 （インパクトにおけるストリング面の挙動と打球の予測）

（備忘録）
　慶應義塾大学　総合政策・環境情報学部講義「スポーツエンジニアリング
（ゲストスピーカー　川副嘉彦）　2024年11月8日（金）、9時25分～10時55分

：「テニスを科学する：テニスボールとラケットの衝突」
・　ストリング性能に関する記事には、昔から現在まで、インパクトで起こっている物理現象とは無関係に、さまざまな俗論・憶説・推測・通説（？）＊が多く見られます．
・　ストリング面は、縦糸と横糸で編まれており、ラケット・フレームあるいはストリング面の構造上、ストリングの縦糸と横糸を同じテンション（引張荷重）で張っても､　縦糸を横糸よりも先に張るので、張り上がった横糸の実際のテンションは､ストリング間の摩擦などのため、縦糸のテンションよりも低くなります．
　したがって、力学的には、縦糸は強いバネ､横糸は弱いバネということになり、強いバネと弱いバネで編まれたストリング面は、強い縦糸のバネと弱い横糸のバネの並列ばねになります．
　並列ばねの強さは､強いバネの特性で主に決まり､弱いバネは補助的な役割になります．
　これが、縦糸をメイン（主役）､横糸をクロスと呼ぶ理由です．
　したがって、一般に、打撃性能としては、縦も横もポリエステル・ストリングがベストです．
・ フェデラー選手のように、縦にナチュラル天然ガット、横にポリエステル・ストリングを張る場合は、打撃性能はナチュラル・ガットの性能で主に決まります．
・　反発力はポリエステルもナチュラル・ガットも違いがありませんが、　スピン性能はポリエステルの方がナチュラル・ガットより優れています．
　すなわち、打撃性能としては、ポリエステルがナチュラルを凌駕しているということです．
・ 　縦にポリエステル、横にナチュラルを張っても､横に張った高価なナチュラルの役目はほとんどない（意味がない）ということになりますが、　フェデラー選手は、さすが（天才）です！
　フェデラー選手の縦にナチュラル、横にポリエステルのハイブリットは、
　打撃用具としては縦・横ともポリエステルに劣りますが、縦（メイン）のナチュラルは、インパクト後のナチュラル・天然ガットの振動の音色を楽しむことができます．
画像１：スリング素材の違いは反発係数に影響しない

画像２：スピン性能は､ポリエステルが最高、次にナチュラル天然ガット、次がナイロン

画像３：スピン性能は､ポリエステルが最高、次にナチュラル天然ガット、次がナイロン

画像４：打球速度とスピンの生成原理（例５） ストリング（ナチュラル、ナイロン、ポリエステル）の反発力は同じなのに、ボールの飛びが違うのはなぜか？
（Natural、Nylon、Polyesterの打球速度の速さ、方向を予測）

：　この結果から、ポリエステルのスピン性能を生かして、 相手の足元で高く跳ね上がって打ちにくい､いわゆるエッグボールと言われるようなトップスピンのボールを打つには､トップスピンによるマグナス効果によりボールは下方に曲がるので､スイング軌道を高くして深いボールを打てばよいことがわかります．

（追記：俗にいう「エッグ・ボール」のメカニズム）
　特に、スイングを速くしてインパクトでのラケット・ヘッド速度を速くすると､　スピンの良くかかった速い打球の軌道が高くなり（打球の角度がヘッド速度の角度に近づいて大きくなり）、スピン回転によって生ずるマグナス効果により、軌道の前半は､　揚力は斜め前方下に向き､水平成分は速度を加速するように働き、鉛直成分は常に下を向き､重力と一緒になって飛距離を短くする方に働く．
　軌道の後半は、揚力は斜め後方下に向き､水平成分は速度を減速するように働き、鉛直成分は常に下を向き､重力と一緒になって飛距離を短くする方に働く．
　したがって、「エッグ・ボール」として知られているように、軌道の頂点から急激にボールが落ちて、相手コート深くにバウンドし、大きく弾むので打ちにくいボールになります．
　その弾道が卵の半分の形のようになることから、「エッグボール」と名付けられたそうです．

＊（文献）
・テニスラケットのストリング性能論１
（パワー，コントロール，打球感と性能の寿命に関する考察）､
川副 嘉彦，
シンポジウム: スポーツ・アンド・ヒューマン・ダイナミクス講演論文集 2013､ pp.”313-1″-“313-10”.
https://kawazoe-lab.com/research/string-performance-theory1/

・テニスラケットのストリング性能論２
　(ボールコントロールとスピンにおよぼす諸因子の影響)
川副 嘉彦，
シンポジウム: スポーツ・アンド・ヒューマン・ダイナミクス講演論文集 2013, pp.”314-1″-“314-10”.
https://kawazoe-lab.com/research/string-performance-theory2/

・　なぜポリ系ストリングが天然ガットとナイロンを凌駕したのか
　(テニスラケットの新しいストリング性能論とプレースタイル変革の視点から)
　川副嘉彦
　テニスの科学（日本テニス学会機関誌）、第22巻、2014, pp. 86-87.
https://kawazoe-lab.com/research/porikei-string/　

・　世界のトッププロはなぜポリエステル・ガットを使うのか
　(ストリング潤滑ラケットとスパゲッティ・ラケットの超高速ビデオ画像解析からの考察)
　川副嘉彦、
　テニスの科学（日本テニス学会機関誌）、第14巻（2006年）　pp. 18-19.
https://kawazoe-lab.com/research/polyestel_gat/　

（参考資料）
＊例えば、
＊Tennis Classic 編集部
フェデラーのラケット仕様を紹介！ 「フェデラー張りって何 !?」「使用ガット・ストリング／テンション」「ラケットのこだわり」
https://tennisclassic.jp/article/detail/651　

・テニスラケットの科学(240)
：スピンとストリング(38) ： ストリング別のスピン結果 ：スピンがかかりやすいストリング素材 ：ストリング素材は硬いほどスピンがかかりやすい。ポリエステルが主流
https://kawazoe-lab.com/ten…/science-of-tennis-racket-240/　

・テニスラケットの科学（590）
：スピン量と打球速度はインパクト（１０００分の３～５秒）で決まる⑧
：打球速度とスピンの生成原理（例５） ストリング（ナチュラル、ナイロン、ポリエステル）の反発力は同じなのに、ボールの飛びが違うのはなぜか？
（Natural、Nylon、Polyesterの打球速度の速さ、方向を予測）
https://kawazoe-lab.com/ten…/science-of-tennis-racket-590/　

・テニスラケットの科学(661)
： フェデラー選手の弦楽器としてのテニスラケット
： 横糸ポリエステル上の縦糸ナチュラルを滑らせて弾く
： スピン量を抑えて音色を楽しむ？
https://kawazoe-lab.com/ten…/science-of-tennis-racket-661/