厚さ20mmほどのαゲルに卵を落下させて,割れないのは,衝撃をαゲルが吸収したから,と説明していた。
衝撃は落下高さとダンピングストロークだけで決まり(衝撃g=H/s),厚さの薄いαゲルでは衝撃を小さくすることはできないと思う。
割れない理由はαゲルが卵を包むように変形したからだと思うのですが,どうなのでしょう。
物理に詳しい方,割れないメカニズムを教えていただけませんか?

A 回答 (6件)

No4です。


たぶん,衝撃という言葉の捉え方だと思います。
衝撃を,加速度で考えると,900Gという
値は変化しません。
(質問者のおっしゃるとおりです。)
一方,衝撃を”力”として考えたときには,
衝撃=“衝撃応力”と置き換えられます。
衝撃応力とは,衝撃によって,弾性体に生じる応力のことで,これは,何と何がぶつかったかで変わってきます。
となると,“αゲルが卵に生じる衝撃応力を小さくした”
ということならば,これは間違いではありません。
ですが,衝撃応力という言葉は一般的ではないので,
“衝撃”と表現したのでしょうね。
辞書で引いてみると,衝撃ということばには,現象と力の,両方の意味があるようです。

卵が割れないメカニズムについては,ざっと考えるならば,おっしゃるように,αゲルの変形による圧力緩和で
いいと思います。
ただし,本来は衝撃応力を緩和するメカニズムまで含めて
考えるべきだと思います。
衝撃応力については,材料力学や衝撃工学で解説があります。ですが,αゲルのような粘弾性体と卵のような複合構造の場合は,どこまで理論が追いついているかは,把握しておりません。
    • good
    • 1
この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
1000G近い加速度がかかるはず,と気がついてから,
これが正しいのかと気になっていました。
確認できてうれしいです。

お礼日時:2005/04/21 20:53

>900Gでも卵が壊れなかった,と考えて正しいか


空気抵抗が無いとすれば正しいと思います。
この900Gは平均ですが。

ただ壊れるかどうかは圧力で考えるので、
>割れない理由はαゲルが卵を包むように変形
という理由で正しいと思います。

割れないメカニズムという点では、αゲルが変形して接触面積を大きくする事で圧力を低くしている事が一つ。
それと接触部分による圧力分布のばらつきを小さくしている事があると思います。

後は卵を落下させた時に縦になりやすい性質があるのであればより強い衝撃に耐えられやすいのではないかと思います。
縦の状態で落下してきて着地後に少し転がるような動きをするとか。
    • good
    • 0

衝撃を吸収するという説明で特に違和感が無いように感じますが・・・


一定高さから卵を落としたときに衝突時に卵が持っている運動エネルギをどこが負担するかで卵が割れるかが決まります。
完全剛体と衝突したとすると,エネルギは卵の殻にひずみとして蓄積され,殻が変形します。殻が許容できる変形量を超えた場合は卵は割れます。
αゲルなどの緩衝剤があるとすると,運動エネルギは
緩衝剤のひずみエネルギに変換されます。
緩衝材では,ひずみを熱に変換してエネルギを消散させます。落下物と緩衝剤の形状,大きさなどにより,緩衝剤の
見かけのエネルギ消散効率が決まります。
(大きい面積で接触するか,小さい面積で接触するかということは,この見かけの消散効率に寄与します。)
このような過程を経て緩衝剤はエネルギを消散させますが,見かけの消散効率を超過するエネルギについては
落下物に戻ってしまいます。したがって,いかに優れた緩衝剤でも,過大なエネルギを卵に与えて衝突させた場合は,卵は割れてしまいます。
αゲルは,通常の緩衝剤に比べて,エネルギ消散効率が高い物質のため,卵を落としても割れないというようなデモ
が可能です。(もっとも,最終的にはαゲルの厚さで,エネルギ消散量を高めています。)

この回答への補足

回答ありがとうございます。
卵の位置エネルギーがαゲルの熱に変換されるのは理解できます。
しかし,私が知りたいのは,18m(宣伝による)から落下させたものを20mmのストロークで止めると900Gが発生し,900Gでも卵が壊れなかった,と考えて正しいかということです。
また,どんな材料を使っても緩衝材の厚さ,つまり減速ストロークがが変わらなければ,加速度を小さくはできない,ということを確認したいのです。
衝撃の大きさは加速度で計るとするなら,αゲルは,衝撃を小さくしたわけでなく,衝撃がかかっても卵が壊れない変形をした,という理解が正しいのかということです。
物理に自信がないので質問しました。

補足日時:2005/04/05 23:23
    • good
    • 0

 αゲルによるダンピングストロークの増加と変形による包み込みの両方の効果が重なっていると思います。


 まず、ダンピングストロークのほうですが、いくら短いといっても、厚さが20mmあるのですから卵を受け止めるときの変形量は何ミリかあるはずです。これは、床などに卵がぶつかったとき床が変形する量よりはるかに大きいでしょう。ということは、この効果だけでも、卵を停止させるのに必要な力は、それにほぼ反比例して少なくなっているはずです。
 それから、おっしゃるようにαゲルが変形して力のかかる部分お面積を大きくしているので、力の合計は同じであっても、力が分散し卵が割れにくくなっている、という効果も大きいでしょう。
 実際のところ、どちらの効果が大きいのかは、実験したことがないのでわかりません。
    • good
    • 1

「衝撃」という言葉の使い方ではないでしょうか??



質問者様が言われているのは加速度であり一般的(物理等を専攻していない人)には応力もしくは荷重を示していると思います。
「衝撃」を「衝撃応力」と考えれば、saodake様が言われているように接触面積の変化等で応力が低下し割れないということではないでしょうか?
    • good
    • 0

分子のS=時間が延びることで全体のエネルギーは変化しませんが、衝撃は減ります。

薄いと言っても変形量は大きいので(時間が延びる)衝撃が小さくなります。卵の殻も固いので、ある一定以上の力がかからないと割れません。あと接触面積が大きくなることも衝撃を減らすことになります。よく言われる応力は、力を面積で割ったものですから。

この回答への補足

回答ありがとうございます。
「衝撃が小さくなる」という理屈がわかりません。
衝撃の加速度は,衝突速度から計算すると
V^2/2sとなるはずですから,材料が何であれストロークsで衝撃加速度の大きさがが決まってしまうという疑問です。
加速度の算出式には時間が入っていませんよね。
(Vに関係する時間は落下高さで決まるから定数)
衝撃が大きいけど,面圧(衝撃力を重圧面積で割ったもの)が小さいので卵が割れない,がメカニズムなのでしょうか?

補足日時:2005/04/02 09:12
    • good
    • 0

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Qドクターグリップとアルファゲル両方使った事がある方

こんにちは。仕事で学生の時以上に文字を書くのですが、筆圧が高いからか、だんだん肘から下の筋肉がつってきます。右肩の肩凝りもひどいです。
ドクターグリップは人間工学に基づいた、とか歌い文句がありますがアルファゲルはグリップの性能しか触れていません。グリップが柔らかければペンだこは痛みませんが、他にウリがなければ重い分逆に疲れるのでは?と思います。親指の付け根が痛くなる為、太めが好みなのでどちらかを換えインクごと購入しようと思うのですが使った感想などをお聞かせ頂けるとありがたいです。

Aベストアンサー

両方使いましたが、個人的に両方あまり気に入ってません。アルファグリップはまだ持ってる人が少ないせいか(今は増えてきてるんですかね?)、物珍しさでみんなにいじくられ、今はアルファゲルの意味を成さない悲惨な状態となっています・・・。集中的に握る部分のゲルが減っていって。カバー(?)のみとなっています。そして、若干重いです。ドクターグリップは人間工学に基づいているのかも知れませんが、グリップの部分が多少硬いので、個人的には気に入りませんでした。持ちやすさもそんなに他の元の変わらない印象を持ったのも確かです。

Qαーゲルの衝撃吸収力はどれほどか?

高校生です。物理高校範囲までしかわかりません。

で、質問なのですが、衝撃吸収力の計算はどうやってすればいいのですか?
私の使うスポーツシューズの中にαーゲルっていう衝撃吸収素材が入っていますが普通の靴に比べると吸収力は段違いでした。
私なりに考えてみたのですが計算に必要な要素は
1、吸収素材表面の硬さ
2、どのくらい沈み込むか
3、衝突する物体と接している面積
ぐらいしか思いつきませんでしたし、それをどうしたらいいのかもわかりません。
理論上の理想の衝撃吸収素材とはどのようなものなのですか?

こっからはマイナーな質問なので、分かる方のみ読んでほしいのですが、サンデーかマガジン(少年漫画です)のなかにAIR GEAR(エア・ギア)って漫画があってその中にエア・トレックという高性能インラインスケートが出てくるのですが、あれは将来開発可能だと思いますか?
特に衝撃吸収が・・・あんなに跳んでたらどう着地したって死ぬだろうと思うんです。漫画だからけちつけても仕方ありませんが妙に現実的なもので。(いや、非現実か・・・)

Aベストアンサー

衝撃吸収材は、粘弾性体といって、粘性と弾性の両方の性質をもちます。
たとえば、スポンジに水飴を染み込ませたと考えてください。

粘性があるために、物体が変形するときに、運動エネルギーが熱に変わります。衝撃を吸収するには、粘性と弾性の組み合わせを、目的の衝撃の大きさに合うようにうまく調節することになります。

Q0.3のシャープペンシル、おすすめ

こんにちは。

ペンだこのつきにくい0.3シャープペンで何かおすすめはありますか?
アルファゲル0.3のような商品です。

個人的に0.3のシャープペンは、製図系の持ち手がごつごつしたものばかりという印象があり、かつ近所の文具屋は0.5ばかりで商品探しに苦労しています。

最近買ったtect 2wayも私には固く感じました。http://www.zebra.co.jp/pro/tect/

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

わたしのおすすめは、PILOTの「air blanc 」というシャーペンです(^_^)
学校でよく使ってます。
とても書きやすいですよ!

とても軽くて、手も疲れません!
近所の文房具屋さんで普通に売ってましたよ♪

参考URL:http://www.pilot.co.jp/products/pen/sharp_pen/sharp_pen/air_blanc/

Q10kgの落下物が840mから落下した場合の衝撃(重さ)はどのくらいでしょうか?

840mの高さから10kgの落下物を自由落下させた場合、地面に達したときの衝撃(重さ)はどれくらいになるのでしょうか?
途中の計算式などお教え頂けるとありがたいです。

Aベストアンサー

「衝撃」と「重さ」は違いますよ。「衝撃」を力として、力を「kgf(キログラム重)」という単位で表わすと考えれば、関連はあるといえばありますが。
 より身近には、「重力の何倍か」ということで「○G」という言い方の方がピンと来るのではないでしょうか。(最新のロケット発射時には、約3Gの力がかかるそうです)

 「衝撃」は、同じものでも、「コンクリートの床や壁」に衝突するのか、クッションや柔らかいものに衝突するのかで、かかる力は大幅に違います。
 「衝撃」は、高校物理で習う「力積」です。衝突による力を F、衝突に要する時間(力の持続する時間)を Δt として、
   F*Δt
で表わされます。「力積は、衝突前後の運動量の変化に等しい」なんて習いますね。つまり
   F*Δt = m*Δv
です。衝撃による力は
   F = m*(Δv/Δt)    (A)
ということです。
 Δv は、地面に衝突するときの速度が V で、地面に衝突して速度ゼロになる場合には
   Δv = V - 0 = V
です。

 コンクリートの床のように「固いもの」では、Δt が極めて小さいので、F は大きくなります。
 クッションのように Δt を大きくすることで、F は小さくなります。

 質問にある「840mの高さから10kgの落下物を自由落下させた場合」の「地面に衝突するときの速度」は、ちょっと難しいです。空気の抵抗がなければ、単純に
  v = -gt   (1)
  h = 840 (m) - (1/2)gt²  (2)
において、(2)から
  h = 0
となる t を求め、(1)に代入すれば求まります。
  t ≒ 13 (s), v ≒ -128 (m/s)
です。
 しかし、実際には空気の抵抗があり、ここまで速くはなりません。このサイトで計算してみると、高々 20 m/s 程度のようです。
http://keisan.casio.jp/exec/system/1238740974


 地面に衝突するときの速度:20m/s、衝突時の Δt = 0.1 (s) とすると、(A)式より、衝撃力は
   F = 10(kg) * 20(m/s)/0.1(s) = 2000 (kg・m/s²) = 2000 (N)
ということになります。
 重力「1G」に相当する力が、
   10 (kg) * 9.8 (m/s²) = 98 (N)
ですから、「約 20G」(重力の20倍)ということです。

「衝撃」と「重さ」は違いますよ。「衝撃」を力として、力を「kgf(キログラム重)」という単位で表わすと考えれば、関連はあるといえばありますが。
 より身近には、「重力の何倍か」ということで「○G」という言い方の方がピンと来るのではないでしょうか。(最新のロケット発射時には、約3Gの力がかかるそうです)

 「衝撃」は、同じものでも、「コンクリートの床や壁」に衝突するのか、クッションや柔らかいものに衝突するのかで、かかる力は大幅に違います。
 「衝撃」は、高校物理で習う「力積」です。衝...続きを読む

Qグアムおすすめ

25才ぐらい女二人です☆
おすすめ朝食・昼食・夜ご飯レストランは?
おすすめビーチは?
おすすめショーは?
おすすめドライブコースは?
おすすめ遊びは?
おすすめお土産は?
教えてください。

Aベストアンサー

すごくアバウトで贅沢な質問ですね。では、少し長くなりますが 腰を入れてお答えしましょう。

>おすすめ朝食・昼食・夜ご飯レストランは?
朝食
 土曜日ならデデトの朝市

昼食
 「チャモロ・ビレッジ内のフード・コート」テイクアウトしてセンターハウスで食べるのですが、ショートリブとチキンのBBQ、ライスとちょっとした野菜が付いて3$くらいです。

 「JANZ'S Grill & Bar/ジャンジィズ」
アガット・マリーナにあり、新鮮なシーフード料理の店ですが、ステーキもハンバーガーもある何でも屋です。結構朝早くから開店していますよ。 量が多いので注意してください

 「Ryoma」(龍馬) ウマタックからメリッソ村に入った所にあります。ここの弁当類はオススメで3$前後。日本人の店なので日本語OKです。 ただ、最近になってクローズの噂も聞いています。もしここが閉まっていたら、諦めてメリッソ桟橋に隣接したレストランででも食べてください。(お薦めではないけど周辺にないから)

夜ご飯  
 水曜日夕方からはチャモロ・ビレッジの「フィエスタナイト」  屋台がいっぱい出ています。値段は昼間と同じですが5$もあれば腹一杯です。
 プレミア・アウトレット内のフード・コートも安くて美味しいですよ ここも5$くらいです。

これ以外はガイドブックを参考にしてください。

>おすすめビーチは?
イパオビーチ、 ミニッツ・ビーチ、  リティディアン・ビーチ(ここはツアーでないと行けません)

>おすすめショーは?
 正直なところ 無いのですが・・

>すすめドライブコースは?
他の所で回答しているので↓
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=2185219

>おすすめ遊びは?
タクシーに乗るとガンシューティングを薦められるけどこれはやめた方が良いよ。 マリンアクティビティー以外だと ドッグレース(これは病み付きになるぞ)

>おすすめお土産は?
特に変わったものがあるわけでないので・・・
メリッソ村のはずれ(東側)のフルーツを売っている小屋で売っているマカダミアナッツの天日干し。ここのおばちゃんは日本人なので 日本語OK 

ガイドブックにない、ちょっとローカル過ぎた情報でした

機会があればお試し下さい 
  
  

すごくアバウトで贅沢な質問ですね。では、少し長くなりますが 腰を入れてお答えしましょう。

>おすすめ朝食・昼食・夜ご飯レストランは?
朝食
 土曜日ならデデトの朝市

昼食
 「チャモロ・ビレッジ内のフード・コート」テイクアウトしてセンターハウスで食べるのですが、ショートリブとチキンのBBQ、ライスとちょっとした野菜が付いて3$くらいです。

 「JANZ'S Grill & Bar/ジャンジィズ」
アガット・マリーナにあり、新鮮なシーフード料理の店ですが、ステーキもハンバーガ...続きを読む

Q落下による衝撃

30cmの高さから70kgの物を落とした時の衝撃について
分からないのですが、いろいろ調べて
F=m/t√2gh
の公式に当てはめれば良いのではないかと思うのですが、
m=70kg
t=0.001sec
g=9.8
h=0.3m
で当てはめて計算すると
F=29166.7kgf
になり、値が大きすぎる気がします。
m=70kgが間違いなのでしょうか、
物理の知識がほとんど無いため宜しくお願いします。

Aベストアンサー

合っていると思います。
t=0.001sec
この条件を満たすのは、鋼鉄より硬度のある物体同士です。
もちろん、大地による力の吸収もゼロに抑えた場合です。
自宅で試すと床の歪みが入りますから、
t=0.1sec以上に
指を中に入れると、
t=0.1sec辺りに落ちると思います。

車の衝突では、車の先端の接触~停止(速度0)
までがtの値に入ります。

Qあなたの宮古島のおすすめスポットは?

5月のGW明けに、宮古島に3泊4日で行くのですが、「おすすめビュースポット」「おすすめの店」「おすすめアクティビティ」「おすすめ島内ドライブコース」などなど、みなさんのおすすめポイントがありましたら、ぜひお教え下さい!^^( ・ ・ )^^^

あと、何かアドバイスや、注意点などもありましたら、ぜひお聞かせ下さい!

よろしくお願い致します!

Aベストアンサー

去年の秋、台風がほぼ直撃したときに行った経験です。
台風でアクティビティ関係は全滅だったのでそれ以外で。

車で島内をぐるりと一周するだけでも楽しいと思いますが、ビュースポットは東平安名崎が最高でした。灯台にのぼるもよし、岬を歩いて一回りするもよしです。おすすめの店としては、池間島に行く途中にある「すむばり」というタコを使ったうどん屋です。ついでに雪塩製塩所にも寄るといいでしょう。
穴場としては鍾乳洞と地下ダムが面白かったです。

Q斜面落下の衝撃荷重

硬質塩ビ製の7kgの物体が60センチ45度の斜面をすべり落ち塩ビの壁に当たる衝撃荷重はどれぐらいになるのでしょうか?垂直落下と違い斜めにすべり落ちますので、よく分かりません。摩擦は無いものと考え、おしえていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

#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。

#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...続きを読む

Qおすすめの楽譜ソフトは?

おすすめの楽譜ソフトは?
みなさんがおすすめの楽譜作成ソフトはありますか?
価格などは問いません。

Aベストアンサー

フリーソフトでMuseScoreというのがおすすめです。
http://musescore.org/ja/%E3%83%80%E3%82%A6%E3%83%B3%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%89

Q落下衝撃力算出式

スチールボールの落下衝撃力

スチールボール径 10.00mm
   〃  重さ 4.120gr
   〃  質量 0.00042kgf・s^2/m

落下高さ     5.0cm

衝突時間     0.001sec を想定し用いた

力    F:[kgf]
質量   m:[kgfs^2/m]
重力加速度g:[m/s^2]
高さ   h:[m]
衝突時間 t:[s]

落下衝撃力算出式  F=m/t√2gh


と、あるのですが F=0.42kgf

とあるのにその結果にたどりつけません…。
仕事で使うのに物理なんてさっぱりで…。
もしかしたら式に当てはめる数字の単位や数字そのものを間違えているのかも
知れません。
上記の"落下衝撃力算出式"に実際に数字を入れて
F=0.42kgfとなることを教えてください。

 

Aベストアンサー

 
  一応、式が間違っていないか、チェックしましたが、
  >落下衝撃力算出式  F=m/t√2gh
  で、合っているようです。
 
  そこで、与えられた数値を代入すると、ほぼ近似値で答えが出てきます。
  必要な数字は:
  m = 0.00042 = 10^-4*4.2
  t = 0.001sec = 10^-3 
  g = 9.8
  h = 5.0cm = 10^-2*5 m
 
  これらの数字を F の式に代入すると:
  F = m/t√2gh = 10^-4*4.2/10^-3√(2*9.8*10^-2*5)
   = 0.42/√(2*9.8*10^-2*5) = 0.42/√0.98
 
  ここで、0.98 → 1 と近似的に考えると
  F = 0.42
 
  ここでは、近似にしましたが、こうしないと、答えが 0.42 になりません。
  重力定数 g=9.8 が計算に必要で、また、落下高さは、単位cmからmにしないといけません(MKS系のはずです)。
  重力定数がなしで、この式は解けません。また、g=10 としているようです。
 

 
  一応、式が間違っていないか、チェックしましたが、
  >落下衝撃力算出式  F=m/t√2gh
  で、合っているようです。
 
  そこで、与えられた数値を代入すると、ほぼ近似値で答えが出てきます。
  必要な数字は:
  m = 0.00042 = 10^-4*4.2
  t = 0.001sec = 10^-3 
  g = 9.8
  h = 5.0cm = 10^-2*5 m
 
  これらの数字を F の式に代入すると:
  F = m/t√2gh = 10^-4*4.2/10^-3√(2*9.8*10^-2*5)
   = 0.42/√(2*9.8*10^-2*5) = 0.42/√0.98
 
 ...続きを読む


人気Q&Aランキング

おすすめ情報