No.3ベストアンサー
- 回答日時:
#2のKENZOUです。
>g=9.8m/sec^2をg=3.92m/sec^2で計算すればよいのでしょうか?0.4secで計算すると19.4kg
え~っと、かなりザックリした計算なのでなんなのですが、#2の参考URLには加速度をa、速度をv、滑った距離をSとすると
a=g・sinθ、v=at、S=(1/2)a・t^2
と載っていたと思います。θ=45°、”距離S=60cm滑り落ちた時のその方向の加速度”が従ってa=(1/√2)gになっているということですね。力はF=maとかけますから衝突直前には物体は力Fを受けている。衝突した瞬間物体は停止したと仮定(←大胆な仮定)すると反作用の力
F>F=7×(1/√2)×9.8[N] N:ニュートン(力の単位)を受けると簡単化したわけです。しかし、一歩進めてぶつかった瞬間45°の角度で向こう側に飛んでいったとすると、壁から垂直に受ける力を衝撃力とすれば、(1/√2)F=7×9.8×(1/2)(←絵を書いて確認してください)、つまり垂直落下の場合の半分の衝撃力となりますね。尚、上の式から距離Sの滑走時間tを求めると
0.6=(1/2)*(1/√2)g*t^2
よりt=0.42秒となります。ほぼ実測値0.4秒とあっています。あまり自信がないので(笑い)一つご自分でよく考えてみてください。
No.4
- 回答日時:
確か、衝撃荷重を机上計算する場合って、衝突直前の運動エネルギーが、すべてその物体のひずみエネルギーになる、という条件から解いたような記憶があるんですが。
。。それから、物質によって衝撃荷重は変わるはずです。
同じ速度で衝突しても、物質によっては衝撃をうまく吸収してくれたりしますよね?
ショックアブソーバなんてのは、そのために存在しているわけですし。
# 有名どころの物質では、アルファゲルとか。。。
下式を用いて、U = T から衝撃荷重 F を求めることができます。
ひずみエネルギー U = (l*F^2)/(2*A*E)
運動エネルギー T = (m*v^2)/2
F: 衝撃荷重
l: 衝突物体の長さ
A: 衝突物体の断面積
E: 衝突物体のヤング率
m: 衝突物体の質量
v: 衝突物体の衝突直前の速度
ただし、衝突させる2物体が同一物質でないと上記式は適用できなかったはずです。
今回は、両方とも塩ビということなので、適用可能だと思います。
# 落下の場合は、静止位置での位置エネルギーとひずみエネルギー
# の関係から求める方が楽かもしれません。
# いちいち、衝突直前の速度を求めなくても良いですから。
なお、この計算によって求まる値は、あくまで参考値として用いられるに過ぎません。
実際には、もっと複雑な挙動を示すため、厳密な解析は不可能であるとされています。
# 衝突の瞬間、衝突面から衝撃荷重による力の波 (応力波) が
# 物体中を駆け巡ったりしますが、その影響は考慮されていません。
こんなもんで、いかがでしょうか。
No.2
- 回答日時:
の第2章 運動の法則⇒ニュートン力学による説明
より衝撃直前の物体の加速度(a)は
a=g・sinθ=(1/√2)g
となります。gは重力加速度でg=9.8m/sec^2ですね。
力=質量×加速度
ですから、衝撃直前に物体に作用している力は従って
F=7×(1/√2)×9.8[N] N:ニュートン(力の単位)
となります。従って、ザックリいえば、物体の加速度が衝突で0になるとして(実際は跳ね返ったりするが、、、)最大この分の力Fの衝撃を受けることになると思いますが。ちなみに垂直落下の場合は
F'=7×9.8 (θ=90°)
(P.S)上の議論は注意してフォローしてくださいね。
参考URL:http://kakuda.ed.niigata-u.ac.jp/jyoho/96sotu/mo …
ありがとうございました。
ところで、F=7×(1/√2)×9.8[N] N:ニュートン(力の単位)の場合、48.5Kgになるわけですが、先の9766様のアドバイより時間が0.4secと言うことは
g=9.8m/sec^2をg=3.92m/sec^2で計算すればよいのでしょうか?0.4secで計算すると19.4kgになるのですが、考え方間違っていないでしょうか?よろしくお願い致します。
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