「外重心で持久特化」ってどういうこと？ウィザードロッドが長く回る理由を物理で解説

「外重心で持久特化」

これは、ウィザードロッドの公式商品説明でも使われている言葉です。

外重心だから長く回る。

うん。なるほど。

……と、何となく分かった気になりませんか？

店主も、しばらくそこで思考停止し、何となくわかった気になっていました。

しかし、あらためて考えてみると、疑問が次々に出てきます。

今回は、物理が決して得意とは言えない店主の新たな挑戦です。

公式の「外重心で持久特化」という言葉が何を意味しているのか？

ウィザードロッドという、持久力お化けのブレードを深掘りして、物理が苦手な方や子どもでも理解できる言葉へ置き換えて考えてみます。

難しい数式も少し出てきますが、覚える必要はありません。

大切なのは、数式を見て固まることではなく、

「ウィザードロッドが長く回る理由を、自分の言葉で説明できるようになること」

です。

結論｜ウィザードロッドが長く回る理由は、外周重量によって「回転が変わりにくい」設計だから

ウィザードロッドは、メタルがブレードの外周へ多く配置された、大径で円形に近いブレードです。

この外周重量によって、ウィザードロッドは回転の変わりにくさを大きくしやすい設計になっています。

物理では、この回転の変わりにくさを慣性モーメントと呼びます。

慣性モーメントが大きいと、ビットとスタジアムの摩擦、空気抵抗、相手との衝突といったブレーキを受けても、回転速度が急激には変化しにくくなります。

つまりウィザードロッドは、摩擦を受けない特別なブレードではありません。

ブレーキは受けている。

それでも、そのブレーキによって回転を変えられにくい。

これが、ウィザードロッドが終盤まで回転を残しやすい、大きな理由です。

「外重心」とは重心が片側へずれていることではなく、外周に重量が多く配置されていること

まず、「外重心」という言葉の意味を整理します。

外重心と聞くと、ベイブレード全体の重心が、中心から外側へずれているように感じるかもしれません。

しかし、ここでいう外重心は、重心が片側へ偏っているという意味ではありません。

より正確に言うなら、

ブレード全体の重量のうち、回転軸から遠い外周部分に、多くの重量が配置されている状態

です。

本当に重心が片側へ大きくずれていれば、回転中に振動やブレが生まれます。

ベイがブルブルと揺れれば、その振動によって回転エネルギーを失いやすくなり、持久力には不利です。

ウィザードロッドは、左右のバランスを保ちながら、外周へメタルを多く配置しています。

中心から遠い場所へ重さを置く。

この重量配置が、次に説明する慣性モーメントへ大きく関係します。

慣性モーメントとは「回転の変わりにくさ」｜同じ重さでも外側にあるほど大きくなる

慣性モーメント。

本記事で何度も出てくる言葉です。
ウィザードロッドの強さの秘密に向き合うために、どうしても避けて通れない言葉と概念です…。

分かりやすく説明します！！
といいつつ、すみません（笑）
店主も、本来であれば、漢字とカタカナが並んだ時点で一度そっと本を閉じたくなるタイプです（笑）。

慣性モーメントの概念、もう少しお付き合いください。

ただ、意味自体はそれほど難しくありません。

慣性モーメントとは、回転の変わりにくさです。

普通の運動では、軽い物より重い物の方が、動かしたり止めたりするのに大きな力が必要です。

回転でも基本的な考え方は同じです。

ただし、回転の場合は全体の重さだけではありません。

その重さが、回転軸からどれだけ離れているかが重要になります。

慣性モーメントは、簡単な形では次の式で表されます。

この式で特に大切なのが、距離のrが2乗になっていることです。

例えば、同じ1gのメタルでも、軸から1cmの場所にある場合と、2cmの場所にある場合では、慣性モーメントへの影響が変わります。

距離が2倍なら、距離の2乗は4倍です。

もちろん、ブレード全体の慣性モーメントがそのまま4倍になる、という意味ではありません。

しかし、同じ重さでも外側にあるほど、回転の変わりにくさへ大きく影響することが分かります。

ウィザードロッドは、外周へメタルを多く配置し、さらに直径も大きいブレードです。

そのため、物理学的には、ウィザードロッドは、外周への重量配分と大径設計によって、慣性モーメントが大きくなりやすいブレードであると論述することができます。

慣性モーメントが大きいほど、摩擦や衝突というブレーキを受けても回転速度が落ちにくい

では、慣性モーメントが大きいと、具体的に何がよいのでしょうか？

最も大きな利点は、回転へブレーキがかかっても、回転速度が急には落ちにくいことです。

回転中のベイブレードには、常に回転を止めようとする力が働いています。

• ビットとスタジアムの摩擦
• 空気から受ける抵抗
• 相手とぶつかったときの衝撃
• 傾いたときにブレードやラチェットがスタジアムへ擦る力

これらはすべて、回転を遅くしようとするブレーキです。

物理では、回転を変化させようとする力をトルクと呼びます。

回転速度が変化する速さとの関係は、次のように表せます。

数式を覚える必要はありません。

見てほしいのは、慣性モーメントのIが、割り算の下にあることです。

同じ強さのブレーキを受けた場合、Iが大きいほど、回転速度の変化は小さくなります。

簡単に言えば、

回転を止めようとする力が同じなら、慣性モーメントが大きいベイほど、ゆっくり減速する

ということです。

ウィザードロッドは、摩擦や衝突を受けないわけではありません。

ほかのベイと同じように、少しずつ回転を失っています。

ただし、外周重量によって回転を変えられにくいため、同じようなブレーキを受けても、回転速度が急激には低下しにくい。

これが、ウィザードロッドの「止まりにくさ」の正体です。

外周のメタルが作る「回転の貯金」とは、回転エネルギーを蓄えること

この記事では、ウィザードロッドの外周メタルを、「回転の貯金」と言い換えてみます。

例えるなら、回転を加えられた外周メタルくんがお金（エネルギー）を稼いできてくれて、外周メタルくんの持っている円形貯金箱にお金を貯めてくれる。つまり、持久力を貯金（蓄えてくれる）してくれる。というようなイメージです。

逆に分かりにくいか…（笑）

この回転の貯金には、物理でいう回転エネルギーが関係します。

同じ回転速度まで回せた場合、慣性モーメントが大きいほど、多くの回転エネルギーを持てます。

そのエネルギーを、摩擦や衝突によって少しずつ失いながら、終盤まで使って回り続けます。

ただし、「慣性モーメントが大きければ、いつでも回転エネルギーが大きい」という意味ではありません。

回転速度まで含めて考える必要があります。

大きな慣性モーメントを持つブレードを、しっかり高い回転速度まで回せたときに、大きな回転の貯金を作れるのです。

同じ回転速度なら、慣性モーメントが大きいほど角運動量も大きく、回転軸を変えられにくい

慣性モーメントは、回転時間だけでなく、ベイの姿勢にも関係します。

回転している物体には、角運動量があります。

角運動量をやさしく言い換えるなら、回転の勢いです。

回転している物体は、今の回転軸の向きを保とうとします。

自転車の車輪や、勢いよく回っているコマが、簡単には横へ倒れないのと同じです。

このような回転体の性質は、一般にジャイロ効果と呼ばれます。

同じ回転速度なら、慣性モーメントが大きいほど角運動量も大きくなります。

そのため、外から力を受けても、回転軸の向きを急には変えられにくくなります。

ベイブレードで考えると、

• 相手の攻撃で姿勢を崩されにくい
• 急激に傾きにくい
• ブレードやラチェットがスタジアムへ擦るまでの時間を遅らせやすい
• 終盤まで安定した回転を残しやすい

といった利点につながります。

もちろん、角運動量が大きければ絶対に倒れないわけではありません。

強い衝突、ビットの性質、重心の高さ、シュート角度などによって、姿勢は変化します。

それでも、回転軸を変えられにくいことは、持久型のベイにとって大きな助けになります。

慣性モーメントが大きいほど回し始めるのも大変｜重ければ最強ではない

ここまで読むと、次の疑問が出てくると思います。

それなら、もっと外周を重くして、もっと大きな円にすれば最強なのでは？

残念ながら、そう単純ではありません。

慣性モーメントが大きい物体は、回転を落としにくい一方で、回転を上げるのも大変です。

回転を加速させる関係は、次の式で表せます。

同じような力で、同じ時間だけ回そうとした場合、慣性モーメントが大きい物体ほど、回転速度を上げにくくなります。

反対に、大きな慣性モーメントを持つブレードを、同じ回転速度まで上げるには、より大きな力や効率のよいシュートが必要です。

要するに、

バレットグリフォンの“ずっしり感”から、重いベイを回し切る難しさを考える

店主が、この関係を体感しやすいと感じているのがバレットグリフォンです。

シュートしたときに、ランチャーや手へ「ずっしり」とした重さを感じることはないでしょうか。

重いベイは、回転したあとの力強さが期待できる一方で、その重量をしっかり回転へ変える技術も必要です。

ただ力いっぱい引けば、必ず性能を出し切れるわけではありません。

シュートの持ち手がぶれないこと。

引く方向を安定させ、引き切ること。

最後まで力を逃がさず、ベイへ回転を伝えること。

こうしたシュート技術が必要になります。

これは、バレットグリフォンが扱いにくいブレードだと決めつける話ではありません。

重量や慣性を持っていることと、その性能をシュートで引き出せることは別問題

だということです。

慣性モーメントが大きければ、それだけで最強になるわけではありません。

人が実際に回せることまで含めて、パーツの性能です。

シュートパワーだけで勝負は決まらない｜ウィザードロッドは与えた回転を長く残して体格差を補いやすい

もちろん、強いシュートで高い回転速度を与えられることは、大きな武器です。

シュートパワーが強ければ、ベイへ大きな回転を与えやすくなります。

しかし、ベイブレードの勝負は、最初の回転速度だけでは決まりません。

例えば、説明用のイメージとして、二つのベイを考えてみます。

ベイ	最初の回転	回転の減り方
A	とても速い	摩擦や移動で早く減る
B	Aより少し遅い	少しずつしか減らない

バトルの序盤では、Aの方が速く回っています。

しかし、Aが激しく動き、摩擦や衝突で回転を使っていけば、終盤にはBが逆転する可能性があります。

ウィザードロッドは、与えられた回転を長く残しやすい設計です。

そのため、相手より最初の回転速度が少し低かったとしても、

• 回転を急激に失いにくい
• 相手が移動や攻撃で回転を使うのを待てる
• 終盤まで姿勢と回転を残しやすい
• 最後にスピン勝ちを狙える

という展開を作れます。

体格や腕力に差があっても、ブレードの設計、カスタム、シュート位置、角度の工夫によって勝負できる。

パワーのある人だけが、必ずスピン勝ちするわけではありません。

強い回転を与える力と、与えられた回転を無駄なく残す力。

ベイブレードでは、どちらも大切です。

そして、ウィザードロッドは「回転を残す力」をブレードの設計で補ってくれます。

この設計上のアドバンテージがあるからこそ、子どもや初心者でも、体格や腕力で上回る相手へスピン勝ちできる可能性があります。

外周が重く、直径が大きければ最強とは限らない｜長く回るには全体のバランスが必要

では、外周を重くし、ブレードを大きくしていけば、どこまでも持久力が高くなるのでしょうか？

ここでも、答えは単純ではありません。

外周重量を増やせば、慣性モーメントは大きくなりやすくなります。

しかし同時に、別の問題も増えていきます。

つまり、長く回るベイに必要なのは、外周重量だけではありません。

重量、直径、形、バランス、摩擦、姿勢、そして回しやすさ。

すべての釣り合いが重要です。

ウィザードロッドの本当の強みは、外周重量・大径・円形・扱いやすさの絶妙なバランス

ここまで考えると、ウィザードロッドのすごさは、単に慣性モーメントが大きくなりやすいことだけではないと分かります。

ウィザードロッドは、

• 外周へメタルを多く配置している
• 大径で、重量を回転軸から遠くへ置いている
• 円形に近く、相手へ引っ掛かりにくい
• 外周の大きな凹凸が少なく、衝突で姿勢を乱されにくい
• 全体の重量バランスが整っている
• 幅広い人がシュートで回し切れる範囲に収まっている

という要素を高い水準で両立しています。

円形に近い形は、長時間回転を考えるうえで大きな利点があります。

相手へ鋭く引っ掛かる部分が少なければ、接触したときに急激な回転ロスが起きにくくなります。

左右の形状がそろっていれば、回転中のバランスも保ちやすくなります。

また、凹凸の少ない形は、空気や衝突による回転の乱れを抑えやすいと考えられます。

ただし、円形なら何でも必ず長く回るという意味ではありません。

ビットの摩擦、重心の高さ、ラチェット、シュートの強さ、パーツの個体差なども影響します。

それでも、長く回るために必要な条件を、非常に分かりやすく形にしたブレードがウィザードロッドです。

ベイブレードの物理は、答えを覚えるより実際に回して確かめると面白い

ここまで、慣性モーメント、回転エネルギー、角運動量、ジャイロ効果といった言葉を使って、ウィザードロッドが長く回る理由を考えてきました。

しかし、物理の言葉を覚えただけで終わってしまっては、少しもったいありません。

ベイブレードの面白さは、手元ですぐに試せることです。

例えば、次のような仮説を立てられます。

• 外周が重いブレードほど、終盤の回転が残りやすいのではないか
• 円形に近いブレードほど、相手との接触で回転を失いにくいのではないか
• 重いブレードは、弱いシュートより強いシュートで差が出やすいのではないか
• ビットをそろえてブレードだけ変えれば、重量配置の違いが見えるのではないか

仮説を立てて、実際に回し、結果を見て、また考える。

予想と違ったら、失敗ではありません。

「なぜ違ったのだろう？」という、新しい疑問が生まれます。

その繰り返しが、ベイブレードを科学する面白さです。

コマに働く摩擦・空気・重力などを、もう少し広く知りたい方は、こちらの記事もあわせてご覧ください。

ベイブレードを使って仮説を立て、試し、考察する楽しさについては、山崎詩郎先生の記事でも紹介しています。

まとめ｜ウィザードロッドは慣性モーメントを大きくしながら、回し切れるバランスにまとめたから長く回る

ウィザードロッドのすごさは、ただ重く、止まりにくいことではありません。

「回れば止まりにくい」と「実際にシュートで回し切れる」。

この二つを絶妙なバランスで両立しているからこそ、幅広い人が高い持久性能を引き出しやすく、長く環境で使われてきたのだと店主は考えています。

強く引ける人だけが勝つのではなく、パーツの設計を知り、自分に合うカスタムやシュートを考えることで勝負できる。

ウィザードロッドは、そんなベイブレードの面白さを、物理の面から分かりやすく教えてくれるブレードです。

現在のウィザードロッドに合うビット・ラチェットは、独自アンケートで考察します

次の記事では、この高い持久性能を現在の対戦環境でどう生かすのかを、独自アンケートと具体的な採用理由から考察します。

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