No.1ベストアンサー
- 回答日時:
高さh(m)の場所から自由落下した物体が地面にぶつかるまでの時間をt(s)とすると、h=a・t^2/2という式が成り立ち、
(aは重力加速度 -> 9.8m/s^2と仮定)高さは1mなので、1=9.8・t^2/2で、t≒0.45。
地面に衝突時の速度は0.45・9.8=4.41m/sで、時速約16km/h 位になります。
これから後の計算はちょっと分かりません。
床面の固さ(衝撃をどれだけ吸収するか)や床の素材等(摩擦)でころがる距離は変わりますし、計算上では力が真下に加わった場合ころがらない事になります。しかし現実は床面は完全な平面でないためどちらかに転がる事になります。
と言う事でこれらの場合は実際にやって見るのが一番てっとり早いと思います。ちなみに私が絨毯の上でやってみたら一度上に跳ね返ってから落下点より12cm右側で止まりました。
この回答への補足
さっそくの解答をありがとうございます。糸口がちょっとみえてきました。
E=mv^2/2(秒速vメートルのmキログラムの物体の運動エネルギーEジュール)。
十円玉の質量は4.5gなので、0.0045kg。
その値をmに代入。vには、先ほど出た4.41m/sを代入。
E=0.0045*4.41^2/2
E≒0.0438ジュール
で、この仕事量で10円玉を平面上を水平に転がしてみたらどこまでいくのか実験してみたいのですが、よい知恵があったら貸してください。
No.3
- 回答日時:
はっきりと分からないのですが、糸ゴム位かなー??衝撃力(何が何ジュールか)の一覧表とかあれば良いのですが。
ちなみにエアーガンで0.8ジュール位だそうですが・・と言う事で10円を糸ゴムの様なもので挟んで、適切な長さに引っ張って(0.0438Jになる距離)弾けば、だいたいの距離が出ると思います。この回答への補足
みなさんありがとうございます。
よくよく考えてみれば1mの高さから斜めのレールをつくって10円玉を転がしてみても位置エネルギーは同じですよね。その実験でいいでしょうか。
ありがとうございました。
拙い科学知識で空想を巡らせていたのですが、みなさんと交流ができてうれしいです。こんなコミュニティが高校時代にあればもっと勉強がたのしかったでしょうね。
No.2
- 回答日時:
完全な剛体の床と剛体・新円の円盤ならば転がり摩擦は0だから、転がり続けること自体にエネルギーは消費しない。
水平な床ならば位置エネルギーも変わらないから始速度が与えられれば、どこまででも転がります。
途中でバランスを崩して倒れなければですが。
というわけで計算を簡単にするために理想化をすれば、どこまででも転がる、が答えかと思います。
もっと現実的に値を求めたいならば、これよりももっと複雑な計算をしなければなりません。
それこそ、計算するよりやってみたほうが早いという世界になります。
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