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CGアニメーター向けすぐに使えるメモ50(力学的エネルギー保存の法則)

海外の映画スタジオでCGアニメーターをやっている若杉です。
今回は、知っておけばアニメーションに役立つ、中学で習う物理シリーズで、

「力学的エネルギーの保存の法則」

というものの説明をしていきます。
力学的エネルギーの保存の法則というのは、言葉は難しいですがとてもシンプルな法則です。

これを知っておけば、アクションなどのアニメーションを作る時に動きの「理屈」が分かるのでとても役に立ちます。

力学的エネルギー=位置エネルギー(高さ) × 運動エネルギー(速さ)

空気の抵抗や摩擦が無い限りは、この”高さ”と、”速さ”の合計の力学的エネルギーは、常に一定に保たれるというのが、力学的エネルギー保存法則です。

例えば、振り子の動きの場合は、

こちらのポーズでは高さはあるけど、まだ動き出していないので速さはゼロです。


それに対して、こちらのポーズでは、上からすでに振り下ろしているので、 今度は高さは一番低いので、ゼロですが代わりに速さが一番速くなります。

MEMO
つまり、振り子の高さに応じて、真ん中を通る時の速さが決まってくるということです。逆に真ん中を通る時に、より速い速度で動いていたら、その分反対側に振った時も高く上がるということになります。

ここで間違えやすいポイントをふたつ説明します。


①急に高さや速さを変えると、力学的エネルギーが保存しなくなる

②それぞれ高さに応じて速さが、速さに応じて高さが決まる

高いところからのジャンプや、ものを投げる動きなど、説得力のある動きには、”高さ✕速さ=一定”この法則がしっかりと働いています!覚えておくときっとやくにたつと思います!

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