体重900kgのホオジロザメが3m空中ジャンプする力は何馬力に相当しますか。

先日テレビで体重約900kgと思われるホオジロザメ(Great White Shark)が獲物を捕まえるために海中から獲物目掛けて突進して空中に3mはジャンプする脅威の映像を見ました。

このジャンプする力は馬力に換算すると何馬力に相当するのでしょうか。

車が趣味なので何馬力のエンジン相当のパワーだだろうかという素朴な疑問です。物理学等の計算で算出可能でしょうか。

ご教示ください。

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A 回答 (1件)

 900[kg] の物体が 3[m] の高さに上がるためのエネルギーは、mgh=900×9.8×3=26460[J] になります。

これだけのエネルギーを

>海中から獲物目掛けて突進

する間に蓄えたわけですが、この時間がどのくらいかかっているかで、馬力の計算が違ってきます。

 この時間を仮に1[s] とすると、仕事率が 26460[W] になり、1馬力は 746[W] ですから、26460÷746≒35.5[hp] となります。
 しかし、海中の静止状態から加速して飛び出す瞬間までの時間は1[s] よりは長いような気がします。もっと時間がかかっていれば、馬力はもっと小さくなります。(時間に反比例します)

 あと、これは純粋にホオジロザメの加速に使われたエネルギーだけを考えていますが、実際には海水の抵抗に逆らうためにも多くの仕事が必要なので、サメの筋肉のする仕事はもっと大きくなります。

 ということで、はっきりしないことが多いのですが、「ざっと数十馬力」といった程度ではないでしょうか。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。専門的にご説明いただき恐縮です。様々な要素が絡んでの計算は難しいのですね。数馬力とのことで理解させていただきました。

お礼日時:2010/11/09 08:19

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お願いします

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どこも固定されていないのだから
下半分を下に勢いよくのばせば全体が上がるのです。
同じ重さでも丸い塊より細長いものを振るのは力がいるように
フォームや支点位置で負担すなわち周囲を押す力が変わります。
つまりうまいフォームで動くことにより上がることができます。
これに重力による落下を加算しても、
ものすごく速く動けば上昇が勝ります。
現実には落下し始めてから上昇するような超人的なことは
できませんが、二段蹴りとか二起脚といって
右で踏みきって左で蹴りさらに右で蹴って飛距離を伸ばす技があり
原理的には同じです。
バレエでも同じ原理の飛び技があります。

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先日、ジャンプ誌上販売で申し込んだ「BLEACH-The Sealed Sword Frenzy」(DVD)が届き、見たのですが、内容に疑問を感じました。

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登場した時、これもサービスなのかな?と思いました。(原作には関係なく、この人達も現世を満喫しているのかと…)

だが、市丸が最後、「気ぃつけて帰りや」と言って終わる所を見たら、「梅針の封印をといたのは、藍染達?!」Σ(゜д゜;)と感じてしまいました。
(結局、梅針の封印が解けた原因がわからないし…。)

DVD、もしくはジャンプフェスタで見た人達に聞きます。このラストの藍染達の登場はどのように感じましたか?

お教え下さい。

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エンディングが終わって「終わりか」と思っていたら、藍染たちが出てきて驚きましたね。正直「いたの?こいつら?」と思いました。

私は梅針の封印を解いた人はいなくて、梅針が自分で解いたと感じました。

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#5の書き込みの意図が分りづらかったようですので、一次元で簡単に説明します。またq=(n/N)*bで一次元なのでb=2πです。またG=m*b=2πm (m=整数)です。
いかN=100として話をすすめます。式が長くなるのを防ぐために

C(q)e^{iq.x}
=C(n/N*b)e^{in/N*b.x}
≡f(n)

と書かせてください。するとq+Gで関係づくのは

C(q)e^{iq.x}=f(n)とC(q+G)e^{i(q+G).x}=f(n+N*m)

の成分です。ここでmod(G)で関係づく振幅をならべてみます。

F(n)={...,f(n-N),f(n),f(n+N),f(n+2N),....}

はGで関係づく振幅の集まりです。F(n)の意味はf(n)から出発して±N毎の間隔で振幅を集めたものです。
よってF(n)=F(n+N)は同じものです。F(0)=F(100)です。0から出発して±100毎にfを集めたものは100から出発して±100毎にfを集めたものに等しいですから。

ここまでが準備です。
=======================
Ψ = Σ_{q}C(q)e^{iq.x}

=....+f(0)+f(1)+f(2)+f(3)+......

=
(....+f(0)+f(0+N)+f(0+2N)+....)
+(....+f(1)+f(1+N)+f(1+2N)+....)
+(....+f(2)+f(2+N)+f(2+2N)+....)
+(....+f(3)+f(3+N)+f(3+2N)+....)
+........

とqの和はF(n)の集まりごとにまとめられますよね。
一行目はF(0),二行目はF(1)、三行目はF(3)の仲間に対する和です。そこで波動関数の各F(n)の集まりに対する和を

φ(n)≡Σ_{m=整数}f(n+m*N)≡Σ_{G}f(n+G)

と定義すると、

Ψ(x)=φ(0)+φ(1)+φ(2)+....+φ(99)

=Σ_{n=0,99}φ(n) (nがB-Zoneに制限された和)

B-Zoneからはみだすnの和はφ(n)の定義の中に隠れています。

さて長くなりましたが、シュレディンガー方程式はGだけずれた波数ベクトルに対する方程式ですから、例えばφ(0)とφ(1)には全く関係を与えません。つまり、最初から

Ψ(x)=φ(0)=Σ_{G}f(G)

としてもシュレディンガー方程式を満足します。または

Ψ(x)=φ(1)=Σ_{G}f(1+G)

でも良いのです。一般に

Ψ(x)=φ(n)=Σ_{G}f(q+G)

が解です。n=0~99まで100個の解があります。
それならφ(0)+φ(1)も解かというと、それは違います。

シュレディンガー方程式を立てるとEがnごとに異なることが分りますから、その重ねあわせは許されません。

>> 自分が一番ひっかかってるところは
>> >ふつうに計算するとC(G+q)ではなくC(G)となる
>> はずなのですが、ここでなぜC(G)がC(G+q)に取っ
>> て代わってるんでしょうか?

少し言葉足らずでした。今の説明で分ったと思いますが、

Σ_{q} = Σ_{q=Bzoen}*Σ_{G}

と一般のqの和はGだけずれたqを集める和と、B-Zone内のqを集める和に分解できますね。これが出発点の波動関数にあった和です。そしてシュレディンガー方程式を立てると、C(q+G)とC(q)の関係がつくわけでした。関係がつく振幅は一つでも欠けるとシュレディンガー方程式を満たさないので、C(q)があるとC(q±G),C(q±2G),.....と全て必要です。
しかしC(q)とC(q+1)はGで関係付かないのでC(q+1)は必要ありません。一方でC(q+1)に対するシュレディンガー方程式はC(q)とEが異なることが分りますから、必要ないだけではなく、C(q)とC(q+1)を同時に含む和はシュレディンガー方程式を満たしません。どちらか一方だけ含むべし。

そんなわけでΣ_{q=Bzone}に関する和はとってはいけません。つまりf(n=0)を取るとf(n=1,2,3....,99)の振幅は全てゼロです。シュレディンガー方程式はn=1,2,3...に対するC(q)がゼロであることに抵触しませんから、振幅=ゼロはいつでもとれる一つの答えなわけです。

これは非常に長い書き込みになったので、もうやめます。これ以上の説明は無理だと思われますので、文章を何度も読んでよく考えてみてください。少なくとも2日は考えて、何度も読んでやはり納得がいかない場合は再度質問してください。質問事態は常に歓迎です。私も色々と勉強になりましたし。再度に、顔を向かい合わせて議論できる友人や先生を見つけてください。掲示板以上に得るものがあるはずです。

#5の書き込みの意図が分りづらかったようですので、一次元で簡単に説明します。またq=(n/N)*bで一次元なのでb=2πです。またG=m*b=2πm (m=整数)です。
いかN=100として話をすすめます。式が長くなるのを防ぐために

C(q)e^{iq.x}
=C(n/N*b)e^{in/N*b.x}
≡f(n)

と書かせてください。するとq+Gで関係づくのは

C(q)e^{iq.x}=f(n)とC(q+G)e^{i(q+G).x}=f(n+N*m)

の成分です。ここでmod(G)で関係づく振幅をならべてみます。

F(n)={...,f(n-N),f(n),f(n+N),f(n+2N),....}

はGで関係づく振幅の集...続きを読む

Qジャンプ

ジャンプ
ネタバレサイトって
すごくジャンプ手に入れるの早いですよね
あれってどんなルートで入手しているのですか?
ネタバレしないと誓うので教えて下さい

Aベストアンサー

普通は日曜の夜~朝方までに入荷して、月曜の朝までに陳列となります。

よく夜中にコンビニに行くと、次の日に発売される雑誌なんかが運送業者が運んできてどさっとおいてあったりします。(もっと早い場合もあるでしょうが、在庫をあまり持てませんから、前日入荷という状態が多いと思われます。)

ただ、一般的な書店は、フライング販売を禁止されており、最悪の場合は取引停止などの処分もありますから、書店では購入出来ません。

ところが、酒屋さんであるとか、酒を扱っている比較的規模の小さいコンビニ等では、流通ルートが違うのか、フライング販売している店もあります。その様な所で入手しているのではないでしょうか?

ちなみに、私がジャンプを購入していた頃は、土曜日の夜に店に入荷して来てすぐ売ってくれた為、土曜日に購入していました。

なので、書店やコンビニ以外で、雑誌を取り扱っている店を周囲で探してみれば、アナタの家の近くにもあるかもしれませんね。

Q1馬力0.7377kWの関係の続き

質問No.707962の続きになってしまいますが…。
エアコンのカタログには1HP=2.8kWとの記載があります。この場合、1HP=0.7355kWの関係式へ、日本冷凍トン3.8kWをかけるた(0.7355×3.8)2.8kWと考えてよろしいのでしょうか?

Aベストアンサー

補足をありがとうございました。
カタログは大型の業務用機種なので、この業界は良く知りませんが、恐らく慣習により機種の大きさの識別に冷暖房能力とともに消費電力を表現するのに動力(HP)を使ったものと思います。
括弧外が冷暖房能力、括弧内が動力(消費電力の代わり)ではないでしょうか。

>22kW(8馬力)、28kW(10馬力)の記載についてお願いいたします。
この括弧内を近似的に消費電力として一般のSI単位で表すと
22kW(5.97kW)、28kW(7.46kW)
となります。

これを使って
COP(エネルギー消費効率)=冷房・暖房能力(KW)÷消費電力(KW)
を求めて見ましょう。
簡単に割り算して、それぞれ3.69および3.75となりました。
概数としていかがでしょうか。

Qネタバレ、

質問していいことか、悪いことか。
誰か漫画(ジャンプ)とアニメのNARUTOとBLEACHのネタバレサイト知りませんか?

Aベストアンサー

BLEACHはこことかどうでしょうか。
http://inubros.net/bleach/

参考URL:http://inubros.net/bleach/

Q手動の力、モーターならどの位のW相当ですか?

手回しのハンドルがあります。軸から握りまでの距離が100ミリです。
相当の抵抗感がありますが、一秒間に一回転させています。つき上がった餅を絞り出して切る装置です。縦回転ですから、回している時のトルク変動は大変ありますが、握りを押し下げる時の抵抗感(重さ)が大体、バケツの入れた水と比較してみると、10リットル分(1kg)ぐらいでした。
このことから、このとき人力の生み出しているトルクはどのくらいと、予測できるでしょうか?
目的は、この動力をモーターにさせるとすれば、何W相当ぐらいのが必要かを知りたいのです。単相100V、三相200V、両方の場合です。また、ステッピングモーターなどを使う場合はW表示がなくトルク値(ニュートン)みたいに表示されているので、そういう目安も必要です。
あくまで、大体の目安でいいのです。「この程度」が判れば、それより少し大きな力のモーターを使用すれば良いのですから。

Aベストアンサー

※計算式に単位も書きます. 読みにくいですがご容赦を.

●トルクと電力
まず, トルクですが,
・トルク[N・m] = 軸からの距離[m] * 先端にかかる力[N]
です.

この場合は
・トルク = ハンドルの長さ * 押し下げる力
となります.

単位をそろえると
・ハンドルの長さ = 100[mm] = 0.1[m]
・押し下げる力 = 水10リットル分 = 1[kgf] = 10[N]

したがって, トルクは
・トルク = 0.1[m] * 10[N] = 1[N・m]

出力は次の式で求められます.
・出力[W] = トルク[N・m] * 一秒あたり回転数 [1/s]
([W] = [J/s] = [N・m/s])

なので, この装置を質問の条件で回す時の出力は
・出力[W] = 1[N・m] * 1[1/s] = 1[W]
となります.
見積もりがちょっと少ないかも? 適当に調整してください.

●モータ選定
条件は次のとおりになります.
・トルク: 1[N/m]
・電力; 1[W]
・回転数: 1[rps] = 60[rpm]
これはモチ切り機械の都合なので, どんな種類のモータを使うにしても同じになります.

ただ, 普通モータ単体の回転数はずっと早いので, 60[rpm]で回すのに減速が必要です.
このために, ギヤのついた"ギヤドモータ"を使います.

回転数100[rps]で回した時に, トルクが0.1[N・m]のモータがあったら,
ギヤ比が1:100のギアを付ければ回転数が1[rps], トルク10[N・m] (くらい) になります.

より詳しい選定方法は, モータメーカーのカタログなんかにも載っていますので
そういうのを参照されるとよいでしょう.

※計算式に単位も書きます. 読みにくいですがご容赦を.

●トルクと電力
まず, トルクですが,
・トルク[N・m] = 軸からの距離[m] * 先端にかかる力[N]
です.

この場合は
・トルク = ハンドルの長さ * 押し下げる力
となります.

単位をそろえると
・ハンドルの長さ = 100[mm] = 0.1[m]
・押し下げる力 = 水10リットル分 = 1[kgf] = 10[N]

したがって, トルクは
・トルク = 0.1[m] * 10[N] = 1[N・m]

出力は次の式で求められます.
・出力[W] = トルク[N・m] * 一秒あたり回転数 [1/s]
([W] =...続きを読む

Q22号のジャンプ

22号のジャンプは5月9日発売のはずなのにもうネタバレしている人がいます。何故ですか?

Aベストアンサー

ジャンプは発売の1週間前から10日前には、既に製本が完了していて、後は発送、発売を待つだけになってます。
  
以前にも問題になったように、その時点で手に入れることが可能な人もいますので、そういった人たちが関与していると思われます。

Q相当曲げ応力・相当ねじり応力とミーゼス応力の違い

ねじりと曲げを同時に受ける軸の応力を手計算で評価する時に相当曲げ応力もしくは相当ねじり応力を使用するようですが、FEMの解析ソフトでねじりと曲げを同時に受ける軸の応力を解析した場合、ミーゼス応力で評価したものと手計算で評価した相当曲げ応力もしくは相当ねじり応力に違いはあるのでしょうか?
ミーゼス応力=相当応力といった説明があり、ミーゼス応力(相当応力)と相当曲げ応力もしくは相当ねじり応力と違いがあるのでしょうか?初歩的な質問で申し訳ありませんが、わかりやすい回答をお願いします。

Aベストアンサー

相当応力には、ミーゼスの相当応力と、トレスカの相当応力とがあります。機械技術者にとっては、トレスカの相当応力は重要ではなく、「相当応力=ミーゼスの相当応力」となります。FEM解析プログラムでも、機械設計向けのものは、ミーゼスしか表示しないようになってきています。
なぜ機械の世界でトレスカの相当応力が使われないかと言えば、応力の6成分をせん断応力に換算するからです。機械の世界では、せん断応力を求めてみても、これと比較するせん断強度というデータがほとんどありません。
これに対し、ミーゼスの応力は、応力の6成分を引張応力に換算してくれます。引張の強度基準値というものは入手しやすいので、こちらの方が設計する際に極めて便利なのです。

ミーゼスの相当応力が発表されたのは20世紀半ばですが、この相当応力というものが世の中に認知され始めたのは、CAEが普及し始めた1980年以降のことです。ですから次のような弊害が残っています。
(1)1980年代以前に機械工学の専門教育を受けた人は、相当応力という概念さえ知らない。(教える側が知らないので、ごく当然のこと)
(2)相当応力が普及する前には、主応力が使われていた。このため、昔作られた古典的な強度基準は主応力基準のものがほとんどで、現代の相当応力基準の考え方とは合わないことも多い。
(3)軸の強度基準も1960年代以前に作られたために、相当応力基準であるはずがなく、材料力学の教科書や、諸設計基準として掲載されているものは主応力基準である。

さて、あなたのご質問の核心です。
相当曲げ応力は、曲げと捩りの両方が作用した場合、これを”主応力の考え方を介して”曲げ応力に換算するという古典的な方法です。”相当”という言葉が入っていますが、上記の相当応力とは関係がありません。
また、相当捩り応力は、曲げと捩りの両方が作用した場合、これを”主応力の考え方を介して”捩り応力に換算するという古典的な方法です。これも上記の相当応力とは関係がありません。(ただし、捩り応力に換算しても、捩り強度のデータがなければ使いようがないので、あまり使われることはありません。)

「ねじりと曲げを同時に受ける軸の応力を手計算で評価する時に相当曲げ応力もしくは相当ねじり応力を使用するようですが」と書かれていますが、昔はこの方法しかありませんでした。
じゃあ、「今の世の中、相当応力基準に変えてもいいじゃないか?」とおっしゃるかも知れませんが、ちょっとお待ちください。世の中には法律で評価基準が定められているものがあります。建築基準法はその最たるものです。

もし、あなたの設計対象がこのような法律に規定されているならば、真実は別として、法律を守らなければなりません。勝手に変更することはできないのです。
もし法律の規定がなければ、部門内の合意をとって、相当応力基準に変更することができます。ただし、あなたの周囲の人は”相当応力”というものを未だに知らないかも知れません。この時はかなりの抵抗を受けますので、それなりの理論武装や世の中の流れを示す資料が必要となりますよ。

ところで、あなたの設計対象の”軸”とは、断面が円形のものですよね?
もし円形でないとすると、話はこのような掲示板には書ききれないほどメチャメチャに複雑になりますので、要注意です。
(この場合には、弾性論等の専門書を読んで勉強しなければなりません。)

相当応力には、ミーゼスの相当応力と、トレスカの相当応力とがあります。機械技術者にとっては、トレスカの相当応力は重要ではなく、「相当応力=ミーゼスの相当応力」となります。FEM解析プログラムでも、機械設計向けのものは、ミーゼスしか表示しないようになってきています。
なぜ機械の世界でトレスカの相当応力が使われないかと言えば、応力の6成分をせん断応力に換算するからです。機械の世界では、せん断応力を求めてみても、これと比較するせん断強度というデータがほとんどありません。
これに対し、ミ...続きを読む


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