運動エネルギー 相撲

両力士の体重が53kgで、しきり線が２ｍ離れていて
速度10m/sで当たったときの負荷？を求めたのですが、

仕事量＝運動エネルギー
F・s = (1/2) ・ m ・ v^2 の公式を使って、
F・s = (1/2) ・ (53・2) ・ 10^2 = 5300 [N・m]
F = 5300 / 2 = 2650 [N]
m = F / g = 2650 / 9.8 = 270 [kg]
270/2=135 [kg]

135kgの力士が上から乗っかっているのと同じと考えて
いいのでしょうか？

よろしくお願いします。

No.4 ベストアンサー 回答者： sanori 回答日時： 2008/10/03 03:06

３回目。

　　＾＾

研究して進歩されたようですね。

＞＞＞
力士が最終的に衝突した速度が１０ｍ/sと云うことは
停止状態から１０ｍ/sまでにかかった時間を0.1秒とすると

逆です。
１０ｍ／ｓから停止状態までです。


＞＞＞
平均加速度が、１０／０．１＝１００[m/s^2]

はい。
衝撃吸収時間を０．１ｓと置くわけですね。
すると１００［ｍ／ｓ^2］になりますね。


＞＞＞
ニュートンの法則F=maを使って、
F = 53*2*100 = 10600[N]

×２が余計です。
体重が等しく速さも等しい者同士が、正面衝突をして停止に至るので、
２人のうち１人の力士だけを見れば、非常に重い壁にぶつかったのと同じ状況になります。
ですから、両者のどちらにとっても、
Ｆ　＝　５３×１００　＝　５３００［Ｎ］
の衝撃力がかかります。
２倍してはいけません。


＞＞＞
この単位を重さに直すと
10600 / 9.8 = 1081 [kgf]
になりました？

上記の通り、１０６００ではなく５３００なので、
答えは、

５３００／９．８　＝　５４１［ｋｇｆ］
（ただし、衝撃吸収時間＝０．１ｓ　と仮定した時）

です。

この回答へのお礼

お導ありがとうございました。

衝撃吸収時間＝０．１ｓなんですね。（泣
てっきり、仕切り線０m/sから衝突１０ｍ/ｓに要した時間
かと思っていました。（汗

もっと、がんばります。

お礼日時：2008/10/03 17:49

No.3 回答者： sanori 回答日時： 2008/10/01 21:37

再び。

＞＞＞
F・s = 力 ・ 移動距離
と参考書に載っていて、
体重を２倍にして２ｍ先の壁にぶつかった
というように考えたのですが？


それは、一定の力Ｆに逆らって距離ｓを移動するときの仕事を求める式です。
公式を使うのは結構ですが、公式の意味を全く取り違えています。

果たして力士は、２メートル（１メートルずつ？）移動する間に、何かの力に逆らって仕事をしたのでしょうか？・・・
・・・していませんよね？

そして、
もしも仕事をしたとしても、両者がぶつかるときの衝撃とは無関係の話です。

繰り返しになりますが、
「２メートル」という値は、衝撃力の計算には全く無関係です！！！！！



＞＞＞
（二人とも１０ｍ/ｓの速度でぶつかったのだから、２０ｍ/ｓで計算しなければいけないのか？
F・s = (1/2) ・ (53・2) ・ 20^2 = 21200 [N・m]
）
的はずれだと思いますが。。。。


そういう問題でもありません。
考え違いです。

前回書いたとおり、「衝撃力」で過去のＱ＆Ａを検索してみてほしかったのですが、
このような補足をされるということは、ご覧になっていないわけですよね。
検索した結果は、これです。
http://oshiete.goo.ne.jp/search_goo/?status=sele …
まずは、ご覧になってください。


追伸
ＳＩ単位であるニュートンの力を９．８で割って、ｋｇｆに変換する部分（F / g = F / 9.8）は、
考え方として、ちゃんと合ってますよ。
もちろん、２７０や１３５という数字は全くの無意味・間違いですけどね。


では、これにて退散・・・

この回答への補足

たびたびすみません。

過去ログにsanoriさんが答えていらっしゃる
野球の捕手にかかる衝撃計算がありました。

力士が最終的に衝突した速度が１０ｍ/sと云うことは
停止状態から１０ｍ/sまでにかかった時間を0.1秒とすると
平均加速度が、１０／０．１＝１００[m/s^2]
ニュートンの法則F=maを使って、
F = 53*2*100 = 10600[N]
この単位を重さに直すと
10600 / 9.8 = 1081 [kgf]

になりました？

補足日時：2008/10/02 08:36

No.2 回答者： debukuro 回答日時： 2008/10/01 20:22

単位系が統一されていないので答えが出ないのです

SI単位か旧メートル法かどちらかに統一しないといけません
SIで計算してみてはどうですか

＞135kgの力士が上から乗っかっているのと同じと考えて
いいのでしょうか？
この場合はじっと乗っているだけなので仕事をしていません
だから衝突したときと同じにはなりません

この回答へのお礼

返信ありがとうございます。
SI単位、もっと勉強したいと思います。

お礼日時：2008/10/02 23:32

No.1 回答者： sanori 回答日時： 2008/10/01 20:07

こんばんは。

運動エネルギーは、１人当たり
（１／２）・５３・１０^2　［Ｊ］

２人合わせて
５３・１０^2　＝　５３００　［Ｊ］

ここまではいいです。

しかし、次の
５３００［Ｊ］／２［ｍ］　＝　２６５０［Ｎ］
が大間違いです。

当たったときが１０ｍ／ｓ　という条件が与えられているので、
「２ｍ離れていて」の「２ｍ」というのは、運動エネルギーや負荷（衝撃力）には何ら関係しない、不必要な値なんです。

ご質問文にある条件だけでは、衝撃力を計算することはできません。

ここのサイトの過去質問で「衝撃力」で検索すると、たくさん引っかかると思います。（私も何度か回答しました。）
それらを参照してみられては。


以上、ご参考になりましたら。

この回答への補足

こんばんわ。
F・s = 力 ・ 移動距離
と参考書に載っていて、
体重を２倍にして２ｍ先の壁にぶつかった
というように考えたのですが？

（二人とも１０ｍ/ｓの速度でぶつかったのだから、２０ｍ/ｓで計算しなければいけないのか？
F・s = (1/2) ・ (53・2) ・ 20^2 = 21200 [N・m]
）
的はずれだと思いますが。。。。

補足日時：2008/10/01 20:55