衝撃重量

15キロの子供が10センチ〜15センチの高さからジャンプした場合床にかかる衝撃重量はどれくらいでしょうか

質問者からの補足コメント

• 衝撃重量というか何と言うか‥実は上の階の子供が夜１１時くらいまで走り回ったりジャンプしたり分譲マンションなのですが天井がミシッって言うくらい凄くて、年齢が五歳なのですが15キロくらいだとしてジャンプすると床にどれくらいの衝撃があるのかなと
  走り回る時もドスンドスンハンマーで叩くような音が毎日するので気になって

  No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2020/05/20 16:58

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2020/05/20 15:37

「衝撃重量」とは何でしょうね？

衝撃は、「力の大きさ」と「その持続時間」の「力積」で考えます。
「力積」とは FΔt ということであり、クッションがきいていて着地時間 Δt が大きければ力 F は小さいし、コンクリートの床にガラスの球が当たるように Δt が小さければ力 F は大きくなります。

「運動量の変化」が「力積」に等しくなるので、まずは「運動量」を計算します。

15 cm = 0.15 m の高さにいる 15 kg の子供の位置エネルギーが床に着いたときの「運動エネルギー」になるので、そのときの「速さ」は
　(1/2)mv^2 = mgh
より
　v = √(2gh) = √(2*9.8*0.15) ≒ 1.715 [m/s]
従って「運動量」は
　p = mv = 15 * 1.715 = 25.7 [kg･m/s]

これが「力積」に等しいので
　F*Δt = 25.7 [kg･m/s]


仮に「ドスン」と 0.1 秒ぐらいでぶつかれば
　F = 25.7[kg･m/s] / 0.1[s] = 257 [kg･m/s^2] = 257 [N]
です。
1G つまり「1 kg の質量に働く重力」が「1 kgf = 9.8 N」ですから、15 kg の体重なら 1G が「147 N」ですから、「1.75G」ぐらいです。
まあ、ちょっと衝撃がかかった程度でしょうか。（15 kg の子供が約 11 kg のものを背負ったときに足に働く力。ただし 0.1 秒という一瞬です）

「ふんわり」と 1 秒かけて着地すれば
　F = 25.7[kg･m/s] / 1[s] = 25.7 [kg･m/s^2] = 25.7 [N]
ですから「0.175G」。これはほとんど感じないぐらい小さい。

仮に「カチン」と 0.01 秒（10 ms）ぐらいでぶつかれば
　F = 25.7[kg･m/s] / 0.01[s] = 2570 [kg･m/s^2] = 2570 [N]
ですから「17.5G」。これは大きいですね。ガラスなら割れるでしょう。


つまり「力」（「衝撃力」と言ってもよいでしょう）は、「どのようにぶつかったか」で大きく変わります。
だから「衝撃吸収」のために「クッション」や「バネ」を使うのです。

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2020/05/20 18:22

No.3 です。

「お礼」を見ました。

＞何度か上の階のお宅に

ああ、「補足」も「上の階の子供が」でしたね。
#3 はあなたのお子さんがドスドスしていると勘違いして書きました。

よほどお元気なお子さんなのですね。でも「夜１１時くらいまで」というのは、ちょっと非常識ですね。
もう少しきちんとしつけをするか、寝かしつけるか、#3 に書いたようなマットを敷くなりしてほしいものですね。
トラブルにならないように注意しながら、管理組合や管理人さんを通じて注意してもらうなどの方策を講じないといけませんね。

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2020/05/20 17:12

No.2 です。

「補足」を見ました。

＞走り回る時もドスンドスンハンマーで叩くような音が毎日するので気になって

衝撃力は、単に「飛び降り」ているだけでなく、「足で蹴飛ばしている」力も加わっていますね。
しかも、フローリングの床ですね？

#2 に書いたように「着地時間 Δt」を大きくすれば「衝撃力」を小さくできますから、「カーペット」を敷くなり、こんな「衝撃吸収マット」を敷いてみてはいかがですか。
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「トランポリン」のようなものの上なら、いくら跳ねても蹴飛ばしても、下の部屋には伝わりません。

この回答へのお礼

ありがとうございました
何度か上の階のお宅に菓子折を持ってもう少しジャンプしたりしないようにしていただけたらとお願いしたのですが、まったく変わらずドスンドスン上から音が聞こえるので果たして床にはどれくらいの衝撃がかかってるのかなと
本当にありがとうございました。娘とこんな難しい計算すぐ出来るなんて凄いねと感心してしまいました。

お礼日時：2020/05/20 17:20

No.1 回答者： اهيمي 回答日時： 2020/05/20 14:41

う〜ん。

人間が自由落下したときの衝撃は1.5tですからね。


体重×跳躍高さ×クッション率

表わされる。 実測の結果 体重，跳躍高さ， クッション率 の間 には一定 の関係はない。 最悪 の場合体重 の重い人が跳躍高さが高くクッシ ョン率が最低とい うことが考えられますが。

この回答へのお礼

丁寧にありがとうございました。
クッション率ですね、
コルクマットの上です。
わかりにくい質問をしてしまったのにありがとうございました

お礼日時：2020/05/20 17:22