衝撃力と安全率の計算

回転移動するアームをある位相でストッパーに当てて、回転を止めさせる機構があります。
回転中心からアームの先端までの距離は90mmです。回転中心からストッパーの距離40mmです。
アームの先端に重さ１０ｋｇの物体を固定し、角度８０°のところからアームを回転させてストッパーに当てる。(角度０°)

条件
アームの材質：Ｓ45Ｃ
ストッパーの材質：Ｓ45Ｃ
ストッパーの断面積Ａ＝240ｍｍ＾２
アーム自身の質量を無視する

質問
①アームがストッパーに当たった時の衝撃力は何Ｎですか？
②アームとストッパーの安全率を計算できますか？

ご教授をお願い致します。

No.1 回答者： mapascal 回答日時： 2016/04/05 14:47

全体のバネ系が計算できればよいのですが、なかなかそうもいかないので、とりあえずは、ストッパーから先のアームのばね定数を計算します。

（ストッパーのバネ定数を足してもよいです）
そのばね定数と回転体の質量、回転速度（当たる瞬間なので円周速度）から一応衝撃力は計算できるはずです。