１Gは 体重の１倍 ２Gは２倍の 衝撃がかかるという事？

お世話になっております。
確認したく質問させていただきます。

１：５０㎏の人に　１０Gの衝撃がかかった　という場合は　５０㎏×１０G＝500㎏の
力が　人間に負荷としてかかったという事でしょうか。

文字通りだとすると　通常人間には１０Gの衝撃がかかったら　死んでしまうという事でしょうか。

２：１０㎏のパソコンを落として　４０Gの負荷がかかるという場合は　４００㎏の負荷が　パソコンに負荷としてかかったという事でしょうか


お教えください
よろしくお願いいたします。

No.5 回答者： masa2211 回答日時： 2024/08/04 11:55

＞人間には１０Gの衝撃がかかったら　死んでしまうという事でしょうか。

それは何とも......
例えば、ロケット打ち上げ時の加速とか、戦闘機の旋回とかは、それなりの時間１０Gが継続するからアウトでしょう。
一方、崖から落ちたときの1Gは、仮に足から落ちたとして、足の骨が10Gの場合、足以外の箇所は、自身の体がクッションになるから、衝突時間が延びることになります。すなわち、10Gより小さい。
よって、複雑骨折するだろうけど生きています。頭から落ちればNGの可能性が大きいです。

＞１０㎏のパソコンを落として.....４００㎏の負荷が　パソコンに負荷としてかかったという事でしょうか
部品による、としか言えません。
原理的には、人間の場合と同じだから。まあ、クッションの度合いの違いがあるから、人間に比べると、一律40Gに近いことになるだろうけど。

参考
No.4回答で、衝突時間0.01秒と仮定しています。
この値が妥当かどうかは、材料次第なので何とも言えませんが、仮に衝突時間ゼロ秒だとしたら？式を見れば明らかで、衝突力は無限大。
パソコンを１ミリの高さから落としても衝突力は無限大。
そんなことにならないのは、衝突時間ゼロ秒が、現実ではありえないから。
パソコンを落としたことでケースなりフレームなりが変形するから、そこで時間を稼いでいます。

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2024/08/02 12:39

No.2 です。

こちらへの回答も参考にしてくださいね。
↓
https://oshiete.goo.ne.jp/qa/13880834.html

「衝撃力」と「静的な力」について、補足説明しましょう。

まずは「静的な力」から。
1 kg の「重さ」のものには、地球の重力（地球との万有引力）が働きます。
1 kg の「重さ」に働く重力が「1 kgf（キログラム重）」という「力」です。
床の上に置けば（立てば）、床をこの力で押します。固い床なら押し返しますが、やわな床なら抜けます。

「力」と「重さ」は違いますから注意しましょう。
地球の地表面では「1 kg の重さには 1 kgf の力が働きますが、宇宙ステーションや宇宙空間ではそんな力は働きません。
「1 kgf」の「力」が働くのは、あくまで「地表面近く」だけの話です。

一般的な力は、「力を加えると運動が変化する」という観測結果から、「力 F と、運動の変化（= 加速度：a）の関係を運動方程式 F=ma と表す（m はその物体の重さ = 質量）」ということで定義します。
これなら宇宙空間でも成り立ちます。
そして「1 kg の質量に、1 m/s^2 の加速度を生じさせる力の大きさ」を「1 ニュートン：N」と決めます。
地球上では、「1 kg の質量に、9.8 m/s^2 の加速度（重力加速度）を生じさせる重力」が働くので、「1 kg の質量に働く重力」は
　F = 1 [kg] × 9.8 [m/s^2] = 9.8 [kg･m/s^2] = 9.8 [N]
ということになります。
これと、上に書いた「1 kgf（キログラム重）」とが同じなので、
　1 kgf = 9.8 N
という関係になります。
逆にいえば、「1 N の力」とは「1/9.8 ≒ 0.102 kg = 102 g」の重さに働く重力の大きさということになります。

ここまでは「静的な力」つまり「静止しているものが押す力」の話。

次に「衝撃力」を考えます。

50 kg の人が、1 m の高さから飛び降りれば（50 kg のおもりを 1 m の高さから落下させても同じ）
・加速度：一定の重力加速度 g = 9.8 [m/s^2]　　　①
・t 秒後の速さ：V(t) = gt = 9.8t [m/s]　　　　　　②
・t 秒後の落下距離：H(t) = (1/2)gt^2 = 4.9t^2 [m]　　　③
ですから、落下に要する時間 T [s] は、③より
　4.9T^2 = 1 [m]
→　T = √(1/4.9) = 0.45 [s]
床に落ちたときの速さは、②より
　V(0.45) = 9.8 × 0.45 ≒ 4.4 [m/s]
です。

従って、50 kg の人（もの）がもつ「運動量」は
　mV = 50 [kg] × 4.4 [m/s] = 220 [kg･m/s]　　　　④
これが床との衝突で「０」になるので、「運動量の変化」は 220 [kg･m/s] です。

高校物理で「運動量の変化が『力積』に等しい」ということを習います。
　FΔt = Δ(mv)　　　　⑤
左辺が「力積」（力と、その持続時間のかけ算）であり、右辺は「運動量の変化」です。
これは運動方程式から導き出せます。
（⑤から F = Δ(mv)/Δt = mΔv/Δt、Δv/Δt = a ですから）

これを使って、④の運動量変化に対する「力：F」を求めます。
たとえば、コンクリート床への落下で、衝突時間が 0.01 秒の短時間であれば、力は
　F = 220 [kg･m/s] / 0.01 [s] = 22000 [kg･m/s^2] = 22000 [N]
になります。
1 kgf = 9.8 N で換算すれば
　F = 22000/9.8 ≒ 2245 [kgf]
になります。
つまり「2245 kg = 2.245 ton」に働く重力の大きさです。

それに対して、クッションで衝突時間が 1 秒であれば、力は
　F = 220 [kg･m/s] / 1 [s] = 220 [kg･m/s^2] = 220 [N]
になります。
1 kgf = 9.8 N で換算すれば
　F = 220/9.8 ≒ 22.45 [kgf]
になります。
つまり「22.45 kg」に働く重力の大きさです。
ただ立っているだけでも「50 kg に働く重力 = 50 kgf」か働いているので、これに「22.45 [kgf]」つまり「22.45 kg の重さ」が加わった、つまり小学生1年生を背負った程度です。

このとおり、同じ条件でも、「固い床」か「クッション」かで「衝撃力」は大きく変わります。

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2024/08/02 10:33

「衝撃」という言葉に明確な定義はないけど

力学では衝突時の「力積(=運動量)」という意味になることが多いと思う。

>５０㎏の人に　１０Gの衝撃がかかった

これは「５０㎏の人に　１０Gの加速度がかかった」と同じ意味で
力積ではないです。衝撃を「加速度」の意味で使っています。
これは自動車や飛行機などに載っていて、体全体の速度が変化した
場合の話なんでしょうね。

この時人間の体全体には合わせて
50 × 10 = 500 kg重 = 490 N(ニュートン)
の力がかかります。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2024/08/02 00:22

「衝撃力」と「じわじわとした静的な力」は違います。

「G」という言い方は、「重力の何倍か」なので「静的な力」です。

「衝撃力」は、「コンクリートとの衝突」と「クッション、バネとの衝突」を考えれば分かるとおり、「同じ重さ」のものを「同じ高さ」から落としても、「相手」によって大きさが大きく変わります。
「同じ重さ」のものを「同じ高さ」から落として「同じ運動量」を持っていれば、衝突時の「力積」が等しいので、「時間」が短いほど「衝撃力」が大きくなります。
「クッション材」は「衝突時間を長くすることにより衝撃力を小さくする」ものです。

同じパソコンを落としても、下が「ソファ」や「トランポリン」なら壊れませんが、コンクリートなら液晶が割れてボディがへこみます。
かかる力（衝撃力）が違うからです。

No.1 回答者： よろしくお願いしマスカット 回答日時： 2024/08/01 22:52

概ね正しいですが、衝撃ではありません。

例えばドリフトをする際、横Gと呼ばれる、コーナーの外側に引っ張られる力が働きます。

また、10Gは10倍重く感じるということではありません。引っ張られる力が重力の10倍であるとこです。