垂直跳び
高い垂直跳びパフォーマンス発揮するためには、鋭い抜重動作とタイミングの良い腕の振り(反動動作)が必要となる。抜重動作には物理的に、一時的に重心を下方へ加速させることで床反力を減少させ、重心が上昇局面に移る時に、それまでに得た加速度の分だけ増加した床反力を得られる、という効果がある。簡単に表すと下記の式のようなことになる。(Fはその時の床反力、mは跳躍者の体重、gは重力加速度、aは重心の加速度、上方を正、下方を負とする)
静止状態: F = m g {\displaystyle F=mg}
沈み込み時: F = m ( g − a ) {\displaystyle F=m(g-a)}
切り替わり時: F = m ( g + a ) {\displaystyle F=m(g+a)}
この考えからすると、抜重動作によって地面反力を0に近づけることができれば、作用反作用により、より大きな床反力を得ることができるということになる。
腕の振りの役割は大きく2つある。一つ目は反動動作、もう一つは上体の引き上げである。後方に勢いよく振り上げた腕が、振りおろしによって下向きに加速すると、下降から上昇に切り替わる時、腕はそれまでの加速と腕の質量の積と等しい力で肩関節を下向きに引っ張る。その力は最終的には地面が足裏を押す力となる。つまり、腕の振りによって床反力を増加させることができるのである。この力は、最終的に下肢にかかっているので、下肢の関節を伸展させる筋肉を強制伸張し、反動動作の目的である収縮力の増加をもたらしている。続いて、腕の上昇速度が胴体の上昇速度よりも早い速度で上昇し、胴体の上昇速度と腕の上昇速度が同じになる過程で、腕には下向きの加速度が生じる。すなわち、肩関節には上向きの力がはたらき、腕の振り上げが胴を上方へ引っ張ることになる。