Calculation of Force and Power during Bench Throws Using a Smith

【タイトル】
Calculation of Force and Power during Bench Throws Using a Smith Machine: The
Importance of Considering the Effect of Counterweights.
【掲載誌】
International Journal of Sports Medicine
34(9)
【執筆者】
Yuji Kobayashi, Kenji Narazaki, Ryota Akagi, Kohei Nakagaki, Naoki Kawamori, Ken
Ohta
【Abstract】
For achieving accurate and safe measurements of the force and power exerted on a load
during resistance exercise, the Smith machine has been used instead of free weights.
However, because some Smith machines possess counterweights, the equation for the
calculation of force and power in this system should be different from the one used for
free weights. The purpose of this investigation was to calculate force and power using
an equation derived from a dynamic equation for a Smith machine with counterweights
and to determine the differences in force and power calculated using 2 different
equations. One equation was established ignoring the effect of the counterweights
(Method 1). The other equation was derived from a dynamic equation for a barbell and
counterweight system (Method 2). 9 female collegiate judo athletes performed bench
throws using a Smith machine with counterweights at 6 different loading conditions.
Barbell displacement was recorded using a linear position transducer. The force and
power were subsequently calculated by Methods 1 and 2. The results showed that the
mean and peak power and force in Method 1 were significantly lower relative to those of
Method 2 under all loading conditions. These results indicate that the mean and peak
power and force during bench throwing using a Smith machine with counterweights
would be underestimated when the calculations used to determine these parameters do
not account for the effect of counterweights.
【アブストラクト（日本語）】
レジスタンスエクササイズ時の負荷に作用する力とパワーの正確かつ安全な測定を達成
するために、スミスマシンはフリーウエイトの代わりに使用されている。しかしながら、
いくつかのスミスマシンにはカウンターウエイトが付属しているため、この系における力
とパワーの計算式はフリーウエイトのために使用されるものとは異なる。本研究の目的は、
『カウンターウエイト付きスミスマシンの運動方程式から導出された計算式を用いて力と
パワーを計算すること』と、『2 つの異なる式を用いて計算された力とパワーの差を決定す
ること』であった。一方の式は、カウンターウエイトの効果を無視して導出された（方法 1）。
もう一方の式は、バーベル‐カウンターウエイト系の運動方程式から導出された（方法 2）。
9 名の女性大学柔道選手はカウンターウエイト付きスミスマシンを使用して、6 つの異なる
負荷条件でベンチスロー行った。バーベルの変位はリニアポジショントランスデューサを
用いて記録された。その後、力とパワーは方法 1 と方法 2 により計算された。その結果、
すべての負荷条件の下で、方法 2 に比べ方法 1 における力とパワー（ピーク値および平均
値）が有意に低い値を示した。これらの結果は、カウンターウエイト付きスミスマシンを
用いたベンチスローにおける力とパワー（ピーク値および平均値）を同定する際にカウン
ターウエイトの影響を考慮しないと、それらの値が過小評価されるであろうことを示唆し
ている。