時速81kmのキャッチ！？魔女キキの片腕にかかった「愛の物理学」（魔女の宅急便）
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
映画『魔女の宅急便』のクライマックス、誰もが固唾をのんで見守ったあの名シーンを覚えていますか？暴走飛行船から真っ逆さまに落下するトンボを、ほうきにまたがったキキが空中で間一髪キャッチする、あの瞬間です。ハラハラしながら応援しつつも、理科好きの私はつい別の意味で心配になってしまいました。「……キキの腕、引きちぎれたりしないかな！？」と。
あの空中救出劇は、感動の裏側に凄まじい物理現象が隠されています。時速80kmを超えるスピードで落ちてくる人間を、片腕一本で受け止めるには、想像を絶するパワーが必要なのです。今回は、ストップウォッチを片手にアニメのコマを数え、高校物理の「運動量と力積」の法則を使って、あの救出劇をリアルにシミュレーションしてみました。「愛の力は物理法則を超えるのか？」。その衝撃の結果を、一緒に解き明かしていきましょう！
キキがトンボをキャッチする運命の瞬間！拡大すると…。
トンボの落下速度を「秒」から導き出す！
まず、トンボがどのくらいのスピードで落ちていたのかを調べます。アニメを観察すると、トンボがロープから手を離してからキャッチされるまで、画面上の時間は約3.5秒でした。しかし、ここにはアニメ的な演出が含まれています。途中で観客の顔がアップになり、スローモーションになるシーンがありますよね。
この演出部分（約1.20秒）を差し引くと、実際の物理的な落下時間は約2.30秒だと推測できます。ここから速度を計算します。重力加速度を g=9.8m/s^2 とすると、速度 v = gt という公式で求められます。
\[v = 9.8 \times 2.30 = 22.54 \text{ m/s}\]
これを時速に直すと、約81km/h！プロ野球のピッチャーが投げる変化球くらいの速さで、トンボはキキの腕に向かって突っ込んできたことになります。
キキの腕にかかった衝撃は「3,900ニュートン」！？
ここからが物理の本番、運動量と力積の話です。キキは時速81kmで迫るトンボをキャッチし、一瞬で速度を0（静止状態）にしました。キャッチしてから静止するまでの時間を計測すると、わずか0.33秒！トンボの体重を50kgと仮定して、腕にかかった平均的な力を計算してみましょう。
１．運動量の変化を出す運動量の変化 = 質量 × 速度の変化 なので、
\[50 \text{ kg} \times 22.54 \text{ m/s} = 1127 \text{ kg} \cdot \text{m/s}\]
２．力を求める（力積の式を利用）
\[F = \frac{1127}{0.33} \fallingdotseq 3415 \text{ N}\]
さらに、静止した後もトンボの体重（重力）を支えなければなりません。重力 W = 50 × 9.8 = 490 N。合計すると、キャッチの瞬間にキキの腕には約3,905Nの力がかかった計算になります。これを分かりやすくキログラムに換算すると、なんと約398kg！キキの片腕には、トンボ約8人分の重さがいきなりぶら下がったことになります。
もし普通の人間なら、肩が脱臼するか、腕の筋肉が耐えきれないレベルの衝撃です。魔女の身体能力、恐るべし……！
実はデッキブラシを持つ「もう片方の手」の方がヤバい
さらに驚くべきは、キキの反対側の手です。彼女は片手でトンボを支えながら、もう片方の手でデッキブラシを握って浮力を維持しています。
デッキブラシを握る手には、キキ自身の体重に加えて、トンボを支えるための反作用もかかっています。この絶望的な荷重に耐えながら空を飛び続ける……。これはもう、単なる筋力というより、「絶対に助ける！」という強い意志（魔力）が、物理法則の限界を押し広げたとしか考えられません。あのシーンが私たちの心を打つのは、こうした「ありえない物理的試練」をキキが愛と根性で突破しているからなのかもしれません。
物理は物語の「すごさ」を教えてくれる
何気なく観ているアニメの名場面も、ストップウォッチと数式を使ってみると、キャラクターたちの超人っぷりや覚悟の重さがよりリアルに感じられますよね。エンターテインメントの中には、科学の種がたくさん転がっています。「もしこれが現実だったら？」という視点で世界を見てみると、いつもの映画がもっともっと面白くなりますよ。
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