ボールの跳ね返り

解決済

質問者：ryou2
質問日時：2005/08/21 00:48
回答数：3件

私は、自由研究でボールの跳ね返りについて調べている小６です。
いくつか実験したなかで落下地点の素材を木材・発泡スチロールに変えてみたところ、ピンポン玉・スーパーボールでは木材より発泡スチロールでの跳ね返りが半分以下だったのに対し（これは落下したとき跳ね返る力が吸収されたと思っています）、軟式・硬式テニスボールとバレーボールでは木材と発泡スチロールとの差がほとんどありませんでした。ボールの重さ・材質それぞれ違うボールなのになぜテニス・バレーボールでは落下地点の材質が変わっても同じになったのでしょうか？
予想と違っていたのでわからなくなってしまいました。
なにかヒントでもいいので教えてもらえないでしょうか？

通報する

この質問への回答は締め切られました。

質問の本文を隠す

回答 (3件)

ベストアンサー優先
最新から表示
回答順に表示

No.3ベストアンサー

回答者： shkwta
回答日時：2005/08/21 14:06

No.1です。

ピンポン玉は、「皮」がかたいのだから、中の空気で弾むわけではなくて、皮の材料の弾性で弾むのだと思います。
ピンポン玉は、小さな穴をあけても「パンク」しませんよね。

スーパーボールなど、中に空気が入っていないボールは、内部の材料の弾性で弾みます。

あと、スポンジのボールのような、ものすごくやわらかいボールで実験したらどうなるでしょうか。

- 6
- 件

通報する

この回答へのお礼

あれから追加実験をしてみました。スポンジボールがすぐには見つからず、考えた末、ビー球（全然違いますね）を使ったり、落下点に粘土をおいてみたり・・・
今、タイトルを考えているところです。こうしてみると、いつも気にしていなかったことを深く、真剣に考える事ができて楽しいです。
いろいろなヒントありがとうございました。

通報する

お礼日時：2005/08/21 21:05

No.2

回答者： cafe_au_lait
回答日時：2005/08/21 02:16

こんばんは。

おもしろいところに目を付けましたね。

発泡スチロールを、粘土に変えたらどうなるでしょう？ふとんに変えたらどうなるでしょう？いろいろ試すといいかもしれません。（粘土はそのままだとべたべたしているので、ティッシュかなにかを敷いた方がいいかも。）

この回答への補足

落としたボールの材質・重さなどと、落下地点の材質の両方が関係して跳ね返り度は変わることはなんとなく解かってきました。
粘土・・・おもしろいですね。すぐやってみます。

補足日時：2005/08/21 11:47

通報する

- 4
- 件

通報する

No.1

回答者： shkwta
回答日時：2005/08/21 01:15

空気の働きで弾むボールと、そうでないボールのちがいかもしれません。

他の空気入りボールでも試してみてはどうでしょうか。

この回答への補足

中の空気の働きということですよね。ボールを切ってみようと思います。けれどピンポン玉は空気が入っているのになぜたいして弾まないんでしょう？
また空気で弾まないボール・・・スーパーボール、鉄球、野球の硬式ボール・・・しか思いうかばないのですが、なんの力で跳ね返るんでしょう？？

補足日時：2005/08/21 11:25

通報する

- 3
- 件

通報する

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！

質問する（無料）

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ボールが跳ねる原理

物体って重力に引きつけられるなら
なぜボールが地面にぶつかったとき跳ねるのですか？
それほど重力は強くないってことですかね？

・・・・・・・・
何か変な質問でごめんなさいｗ

Aベストアンサー

物理にはさまざまな力がありますが、質問の分野である「力学」でいえば、大雑把に言って数種類の力しかありません。重力・垂直抗力・摩擦力・張力・弾性力・浮力が高校で習う主なものです。

[Q]　なぜボールが地面にぶつかったとき跳ねるのですか？
[A]　ボールが地面にぶつかったときに、その形がつぶれ、元に戻ろうとする「弾性力」が、ボールの跳ね返る原因です。

[Q]　それほど重力は強くないってことですかね？
[A]　その力はボールのつぶれ具合にもよりますので、もし高校の物理を習っているようでしたら、「力学的エネルギー保存の法則」で考えるほうがわかりよいと思います。

他の回答も見る

Qなぜ鉄球よりもゴムボールの方が高く跳ねるのか？

落下させようとする物体と地面と落下地点に取り付けられたバネがあるとします。

この場合、落下地点に取り付けられたバネのバネ定数が大きいほど、接触時間が短くなるので衝撃力が大きくなり、その分バネの復元力が強くなり、跳ね返った後、より高く跳ね上がると思います。（この認識はあってますでしょうか？）

ここで一つ疑問に思うことがあるのですが、
例えば、鉄球はバネ定数はかなり大きいと思うのですが、鉄球を落下させた場合と、スーパーボール（ゴム製のよく跳ね上がるボール）を落下させた場合とでは...続きを読む

Aベストアンサー

　補足、承りました。#5他です。

　ちょっと、ご質問のご意図を外してしまい、ここまでの回答でピントはずれになっておりました。大変申し訳ありません。

　仰るように、確かにバネが強いほど、落下物が受ける力は大きくなります。
　ただ、バネが比例定数を変えない範囲で力が加わったとしますと（バネで考えるに、まずそういう仮定でいいでしょう）、バネが強くなるほど、力の強さがバネの縮みに比例して強くなり、短い距離で受け止めます。
　力を距離で積分したものが仕事で、これがバネですと、直線的に力が増えますので、バネが落下物の速度を0にするまでを、縦軸に力、横軸に距離として描くと、三角形になります。この三角形の面積が、力学的エネルギーを表します。

　バネ定数によって、力と距離の関係は変わりますが、落下物の運動エネルギーは同じですから、落下物が落ちてくる距離について、バネの縮みの距離が無視できるとすると、三角形の面積は同じです。もちろん、バネの縮みも考慮すると、計算は複雑になりますが、結局は同じ結果となります。

　そして、縮み切ったバネに溜まった力学的エネルギーが全て物体に返されると、物体は元の位置まで上がります。

　しかし、ここまでで無視してきたものがあります。それは、バネに対して物体が非常に重ければどうなるかということです。

　バネ定数kでx縮んだバネの力に対して、物体の質量と重力加速度の積、つまり重さmgが大きければどうなるかということですね。mg≧kxならどうかということです。

　ここでようやく、ご質問において疑問に思われておられる点に到達したのではないかと思います。
　確かに釣り合いの条件まで静かに物体を置けば、バネが縮む力kxと物体の重さmgが釣り合い、物体は跳ね返されません。
　しかし、これは「静かに置く」という、バネの縮む距離の位置エネルギーを手などの外力で引き受け、バネにその位置エネルギーを与えないということです。

　ここで、バネが縮む距離での位置エネルギーを定性的に考え直す必要が出てきます。

　もしバネとの距離がx＝0で置いて離せば、どんな重さの物体でも、バネが縮んで、kx＝mgの地点を通り過ぎ、沈み込むだけ沈み込むと、逆方向に帰り、kx＝mgの地点を通り過ぎて、x＝0まで行き、いつまでも振動します。いわゆる単振動ですね。

　こういう最低限の条件でも、つり合いの長さxについて、mg＞kxで止まることはありません。x'＞xなるx'までバネは縮みます。

　もし、落下距離が0より大きければ、バネはもっと沈み込み、その分の力学的エネルギーを持ちますので、それを返された物体は元の位置まで放り上げられます。

他の回答も見る

Qボールのバウンド高さを

ボールのバウンド高さを
求める場合について教えてください。

条件は以下の内容となります。

１：落下開始高さＨは常に一定で、垂直自然落下。
２：１回目にバウンドした時点、２回目にバウンドした時点
　　（バウンド間）の時間を計測し、その値より１回目のバウンド高さを算出したい。
３：反発係数は決まったものがある。
４：ボールの重量は一定

以上の条件で算出可能でしょうか？

ご教示願います。
<m(__)m>

Aベストアンサー

＃３です。
やはりそうでしたね。床の材質の違いうによる跳ね方の違いが知りたいのですね。

高さの測定が一番精度がいいでしょう。
方法も簡単です。
信頼性がある程度保障されているからこそ検査方法として公式に採用されているのです。

視覚に頼らない方法で出した結果の数値がどういう信頼性のものであるか、その結果をもらった人には分かりませんね。（分からないことを逆手にとって、いい加減な内容であっても受け入れさせたいというのであれば話は別です。大がかりな機器を使って測ったと言えばそれだけで信用するという人もいますから。）

時間測定をどうやってやられるつもりですか。
反発係数を求めるつもりであれば床に衝突した時刻を３回調べる必要があります。時間が２つ必要だからです。
０．０１秒以上の精度は必要でしょう。衝突した時刻と跳ね返った時刻とはいくらかずれるという場合もあります。その吟味も難しいです。
高さの測定はボールの速さの一番遅いところでやります。時間の測定は速さが一番速いところでやります。これが原因になる精度の違いは大きいです。
床の材質によって接触時間に違いが出ます。芝生やじゅうたんなどの場合は時刻を決めることが難しいでしょう。高さの測定は衝突がどういう風にして起こっているかの詳細には関係しません。結果として得られた反発係数の中にすべて突っ込みになります。

床の材質の違いによる反発の違いを出すのですからこの時間測定を非接触でやらなければいけません。
この測定に写真測定を使うのであれば跳ね返った高さを写真で測る方がましです。一回で済みます。
速さの速いところでは映像が流れますので精度が悪くなります。
最高点での０．０１秒での高さの変化は０．０５ｍｍほどですが５ｍ落下した時の０．０１秒の移動距離は１０ｃｍほどになります。ボール１個分以上動いています。

同じ場所で３回は跳ねるという設定はものすごく難しいです。まっすぐ落としたからまっすぐ跳ね返るというわけではありません。床に直径１０cmの円を書いてボールを５ｍの高さから落としてみてください。３回どころか１回でもむつかしいかも知れません。

他の回答も見る

Q大小のスーパーボールを重ねて落とすと？

子供(4年生）の自由研究に親子で取り組んでいます。

大小のスーパーボールを重ねて落とすと、上側の小さい方のスーパーボールがものすごくよく跳ね返る

というのをネットでみつけ、子供がやってみたいというので、どのような組み合わせが一番よく飛ぶか？というのを考えてみることにしました。

4種類の大きさのスーパーボール(直径4cm,3cm,2.5cm,2cm)を用意し、
色々な組み合わせでやってみました。

「同じ高さから力を加えずに自然に垂直に落下するように」
と条件を合わせるようにして実験していますが、
落...続きを読む

Aベストアンサー

以前、鉄腕ダッシュで同様のことをしていました。

で、うまくいかないということですが、大小のスーパーボールをただ重ねただけではないでしょうか？
大小のスーパーボールの中心が地面と垂直になるようにしないとスーパーボールがいろんな方向に飛んでしまってうまくいかないはずです。

（１）大きいスーパーボール（下のボール）の中心にまっすぐ棒（ピアノ線とか竹串とか）をさします。（固定すること）
（２）小さいスーパーボール（上のボール）の中心に穴を貫通させます。（（１）の棒にさしてもすっぽり...続きを読む

他の回答も見る

Qボールに回転がかかるとなぜ曲がる？

野球やサッカー、卓球などボールに回転を掛けるスポーツは色々ありますが、なぜボールに回転がかかると曲がるのでしょうか？　　
回転がかかることによって周りの空気がどうにかなるんだろう、、ぐらいしか頭が回りません。
絵が使えないので説明が難しいかもしれませんが、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

#4juviです。

めちゃめちゃわかりやすそうなサイトがありました。
絵入りですのでわかりやすいかも。ただ、これはシュート回転ですので、私の先ほどの説明とは逆の回転になります。

http://www.volleyball.gr.jp/forkball.htm

他の回答も見る

Q大小のスーパーボールを重ねて落とすと？(続きの質問

先日、同じタイトルでご質問させていただきました。

こちらになります。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6948019.html

スーパーボールを２こ重ねて床に落とすとき、
上下のスーパーボールの大きさがどのような関係の時に
上のスーパーボールが一番よく跳ね上がるか？ということを実験しています。

上記質問では、
「下のボールが大きいほどよく、上のボールが小さいほどよい」
とのご回答をいただきまして、自分自身納得したのですが・・・

実験を進める中で、またわからなくなってしまったので、ご相談させてください。

大小のスーパーボールを重ねて落とす場合、
下のスーパーボールが大きいほど良い　ということは理解しました。
実験でも、そのような結果が得られました。

上のボールの大きさを一定にして、
下のボールの大きさをいろいろと変えてみると、
下のボールが大きいほど、上のボールがよく跳ねました。

上のスーパーボールが小さいほど良い　ということが　どうも納得できません。

スーパーボールをそのまま床に落とすと、
同じ材質であれば、ボールの大きさにかかわらずだいたい同じ高さまで跳ね上がりました。

ということは、下のスーパーボールは大きいほどいいけれど、
上のスーパーボールの大きさは関係ないはずじゃないのか？と思うんです。

実験をした結果も、上のボールが小さいほどよく飛ぶという結果は出たものの、すごく微妙でした。

下のボールの大きさを一定にして、上のボールの大きさをいろいろ変えました。
小さいボールの方がよく跳ね上がった・・・感じはしましたが、
明確にわかるほどの違いはなかったように思います。

下のボールの大きさを一定にして、上のボールの大きさを変えた場合、
理論上どうなるはずなのでしょうか？

別の質問で、「下のボールが上のボールの３倍の重さの時がもっともよく飛ぶ」とのご回答がありました。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/5205403.html

ということは、上のボールの大きさをいろいろ変えていった場合、
ある大きさ（下のボールの1/3の重さ）までは徐々によく跳ね上がるようになり、
それよりおおきくなると、あまり跳ね上がらなくなっていく
ということになりますか？

その結果はちょっと小学生中学年には結論付けるのが難しそうだな・・・と思っています。
(その場合は、上のボールの大きさを変える実験ははしょってしまおうかと思ってます＾＾；）

物理の式は全然わからないので、
できましたら平易な言葉でのご説明をいただけましたら助かります。

どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

＞別の質問で、「下のボールが上のボールの３倍の重さの時がもっともよく飛ぶ」とのご回答がありました。

元の文章を見て下さい。
「効率が良い」と書かれています。
「一番良く飛ぶ』とは書かれていません。
この件については３つ後ろの質問に解説を書きましたので見て下さい。

http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6954131.html

どれだけ飛ぶかは衝突後の速さによって決まります。
これは大きい方のボールＡと小さい方のボールＢとの質量比によって決まります。
Ｂの速さの変化の最大値はＶｂ／Ｖｏ＝３です。いくらＡの質量を大きくしても３倍ぐらいにしかならないのです。飛び出しの速さが３倍違えば高さは９倍です。
現実的な大きさの比率は直径の比が２倍前後でしょう。
直径が２倍違えば質量で８倍違います。
飛び出しの速さは２．６倍になります。

＞下のボールが大きいほどよく、上のボールが小さいほどよい」
という回答を書いた方がおられるようですが
・質量が大きい方がいい、とか、小さい方がいいとかではなくて質量の比が問題なのです。
・比をいくら大きくしても跳ね返りの速さの比は３倍以上にはなりません。
　（衝突でのエネルギーのロスを考えるとこの値以下です。）

普通にホームセンター等で手に入るスーパーボールでしたら
直径が２倍異なるというのは大きい違いです。
違いすぎると一緒に落とすというのが難しくなります。
私は２つを縦に重ねて手に持って落下させていました。あまり大きさに違いがあるとやるのが難しくなります。
教室でやるのに大層な手間をかけるものというのは向いていないのです。簡単にちょこっと出来るというのがいいです。何をやろうとしているのかが見ている人にも簡単にわかる、上手くいかなければ、上手くいかなかった理由が見ている人に分かるというのでいいのです。よく飛ぶということが分かれば高さがいくらであるなんて必要ありません。教室の端まで飛んで行って探すのに大騒動ということになるのですから。
「この衝突は一見『追突』のように見えるが、実は『正面衝突』になっている」ということろがポイントです。
この印象の食い違いがやってみての印象の違いにもなっています。大騒動になる理由にもなります。

質量が３倍違うというのは衝突後Ａが止まってしまうという場合です。
初めＡが持っていたエネルギーが全部Ｂに移ってしまいますので「効率がいい」と表現しています。
この時Ｖｂ／Ｖｏ＝２です。これでも１ｍから落下させた時に４ｍまで上がるのですから見ている人が驚きます。衝突後Ａが止まってしまいますのでＡ，Ｂの運動の対比という面でも印象深いものになります。

高校の物理で扱うことのできる範囲の内容です。今中学生であるというのであれば高校で習うという含みを持たせておいて、分かる範囲のことを定性的にやるだけでもよいでしょう。
（定量的なことをやろうとすると測定が難しいです。反発係数の測定だけでもかなりの手間です。
　最高点の高さの測定も難しいです。衝突の条件の再現性もまた難しいです。）

他の回答も見る

Q自由研究で変化球の仕組みについて

子供が夏休みの自由研究で、野球の変化球の仕組みについて研究しています。
自分なりに本を見てまとめているのですが、今ひとつ納得いかないみたいで、インターネットで検索して参考になるページを探しています。
しかし、小学生でも理解できるイラストのあるページが見つからず苦労しています。そこでお願いですが、野球ボールの変化球（いろんな変化球）についてイラストの入った参考になるページがあれば紹介いただけないでしょうか、詳しい方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ボールの回転の仕方（しないのもありますが）で、変化がつくというまでは理解されたのでしょうか？
とりあえず、以下のＨＰが参考になるのではないか、と思いましたので。よろしければ参考にして下さい。

参考URL：http://contest.thinkquest.gr.jp/tqj2001/40226/00.htm

他の回答も見る

Q自由研究を１日でおわらしたい

明日、提出らしく今日１日で終わらせれるような
自由研究のサイトなどおしえてくれませんか？よろしくお願いします

Aベストアンサー

１日で出来そうなものもありますよ。

http://kids.gakken.co.jp/jiyuu/

参考URL：http://kids.gakken.co.jp/jiyuu/

他の回答も見る

Qテニスボールの回転について

コートにバンドした後のボールは
ほとんどトップスピンだと思うのですが，
アンダースピンで飛んできたボールでも
トップスピンになってしまうのが不思議です．

あれはどうしてなのですか？
私は「コートにぶつかって逆回転した」
のだと思ったのですが，それならば，
「どうしてトップスピンで飛んできたボールは
トップスピンのままなのか？」
とも思いました．

Aベストアンサー

　はじめまして。スコンチョといいます。(^_^)

>>　アンダースピンで飛んできたボールでも
>>トップスピンになってしまうのが不思議です．
>>あれはどうしてなのですか？

　ボールがバウンドした瞬間、地面とボールとが接触します。そこには
摩擦が働いてボールの上の部分と下の部分では上の部分だけが前に進も
うとして、結果前向きの回転になってしまいます。ボールのけばけばの
部分（フェルトといいます）が、かなり地面に食いつく感じになるため
ですね。ちなみに、余談ですが球体のベクトルはどうやっても一つに
なります。

　また、体育館内のコート（板張り）でワックスが効いているところ
などでは、アンダースピンのまま飛んでいくように見えます。特殊な
事例ではありますが。(^_^;)

他の回答も見る

Qビー玉はなぜはねる？

ゴムボールなどは力が加わり、へこんだところが元にもどろうとする力ではねますが、ビーだまやパチンコだまはへこまないと思うのですがなぜはねるのでしょうか、以前から不思議には思ってたのですが、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ゴムボールと較べると, 同じ力が加わっても変形しにくいだけで,
やはりわずかに変形しています.

ばねを例にとると,ゴムボールはやわらかいばね[弾性係数が小さい],ビーだまやパチンコだまは硬いばね[弾性係数が大きい]に対応します. 硬いばねもわずかに変形して元に戻るから跳ね返るわけでです.

なお, ばねのような場合, 弾性係数は単位長さ(普通1m)だけ変形させるのに必要な力の大きさ(N)で定義されるので(実際1m変形させるわけではなく1mあたりに換算した値です), いわゆる"やわらかい"物体ほど小さな値になります. 勿論, 現実の物質ではもう少し話は複雑なのですが, ご興味があれば勉強なさってください.

力が加わると, 『硬いものほど脆い』ことがあるとはよく言いますが,硬いものほど変形しにくく, 小さな部分に大きな力(ひずみ)が集中するからでしょう.

他の回答も見る

ページトップ