A 回答 (6件)
- 最新から表示
- 回答順に表示
No.6
- 回答日時:
簡単に言ってしまえば、運動エネルギーは速度の二乗に比例するからでーす。
制動距離=(制動により)運動エネルギーが0になるまでの距離。
ただし、制動装置の多くは摩擦を利用します、摩擦による損失エネルギーも速度の二乗に比例するなら
制動距離が速度の2乗に比例するのか疑問も残ります。
No.5
- 回答日時:
#4
>タイヤがロックしているか(動摩擦)、あるいはこれを最大にするようロックさせないで慎重にブレーキを掛けるか(静止摩擦)、どちらにせよとにかく一定の力だとします。
どちらも「動摩擦」です。
タイヤがロックしていればタイヤと地面の間での滑りが生じます。
タイヤがロックしていなければブレーキ部分での滑りが生じています。
滑りの生じているところでエネルギーが失なわれていると考えられます。
No.4
- 回答日時:
自動車(やバイクなど)についてだと思いますので、その前提で。
間違っていたら指摘してください。基本的な答えとしては、走っている自動車運動エネルギーを0にするために必要な距離を考えることになります。
制動を始める、つまりブレーキを掛けるとして、要はタイヤと地面との摩擦です。タイヤがロックしているか(動摩擦)、あるいはこれを最大にするようロックさせないで慎重にブレーキを掛けるか(静止摩擦)、どちらにせよとにかく一定の力だとします。
制動直前の自動車の速度をvとすると、質量がmだとして、運動エネルギーは、mv^2/2で、速度vの2乗に比例します。
一方、制動する力をFとして、停止するまでの制動距離をsとすると、その間に自動車から奪うエネルギー(仕事とも言いますし、自動車が奪われる運動エネルギーです)、これはFsという単純な掛け算です。Fは一定の値です。
すると、mv^2/2=Fsということになり、距離s=(m/2F)×v^2ということで、(m/2F)は一定の値ですから、「制動距離は速度vの2乗に比例する」ということになります。
しかし、運動量ということで考えたら、これはmvと速度に比例です。なんとなく、制動距離が速度に比例しそうに思えます。上の理解で充分かもしれませんが、一応、確かめてみましょう。
しかし、このときはブレーキを掛けたことによる摩擦と直接比べることができません。なぜなら、上で述べたようにそれはエネルギーですから、直接は運動量と比べられません。
運動量を変化させる量を力積と言うのですが、これは制動力Fと、制動距離sではなくて、制動時間tを考えなければいけません。
Fが一定であれば、お馴染み一定の加速度a(=F/m)による等加速度運動です。
停止にかかる時間がtなら進む距離sは、s=at^2/2です。後で使うので、t=√(2s/a)と書き直しておきましょう。
この場合は、まず「制動距離は、制動時間tの2乗に比例する」ということがでます。
そして、自動車の運動量がmvから0まで減ることを考えると、その運動量を奪ったのは、制動力Fと制動時間tを掛けたFtです(まあ、これって高校物理の公式みたいなもんです)。
すると、mv=Ft、これに、a=F/m、つまりF=maというニュートンの有名な式になるんですが、それを入れてみると、mv=mat、さらに両辺をmで割って、v=at、となります。
さらに、上で計算したtとsの関係を計算した式を入れてみると、
v=a√(2s/a)=√(2sa)、つまり、制動距離s=(1/2a)v^2、となり、aは等加速度で一定ですから、速度vの2乗に比例しています。
こうして運動量で考えても、「制動距離は速度vの2乗に比例する」ということになります。
No.3
- 回答日時:
精密計算ではなく、簡易計算です。
減速加速度はタイヤの摩擦係数に比例した値です。速度が0になるまでの時間は初速に比例します、初速から0までに移動する距離は「初速×減速時間÷2」です。
No.2
- 回答日時:
ブレーキで働く摩擦力が一定であるとして考えています。
摩擦力に逆らってする仕事は(摩擦力)×(ブレーキをブレーキシューでこする距離、orブレーキディスクをパッドがこする距離)です。
摩擦力が一定であるとするとこする距離は運動エネルギーに比例します。
もしきつくブレーキをかけてブレーキでこするのではなくて車輪の回転を止めてしまったとすると車輪が路面を滑ることになります。その場合は地面を滑る距離が運動エネルギーに比例することになります。
でもロック状態での車輪と地面との関係はかなり複雑なものになっていますので摩擦力が一定という前提が成り立たなくなっているでしょう。大まかな目安であるとする方がいいでしょう。
No.1
- 回答日時:
車がブレーキをかけると止まるのは、車の運動エネルギーがブレーキで熱エネルギーに変換されるから
運動エネルギーは、速度の2乗で増えるが、ブレーキが運動エネルギーを熱エネルギーに変換するシステムは変わらないので
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!
似たような質問が見つかりました
- 政治 日本もラウンドアバウト交差点を増やすべきではないですか? 4 2023/06/26 23:27
- 物理学 物理(車関係)について教えて下さい。 2 2022/08/12 16:43
- 物理学 なぜ、問題文からこの式が出てくるのでしょうか? 5 2023/08/15 15:07
- 物理学 物理の問題です。 高速道路を自動車Aが 時速108kmで走行しています。 Aは身の危険を感じてブレー 3 2022/05/09 23:06
- 貨物自動車・業務用車両 トラックの爆走(速度超過)をどう思いますか? 1 2022/05/20 18:33
- 物理学 物理基礎 高一 相対速度と車間距離 (1)のt=0〜3.0s の時なぜ(ア)になるのか? そこはだん 3 2022/05/15 12:40
- 物理学 時計の進み方は、地表より地球の中心の方が遅いですか? 2 2023/01/07 07:01
- 物理学 時間を語るなら、(複数の時間の正体)を知る必要が有る。 1 2023/02/16 22:14
- 物理学 力学の問題です。質量m1、速度v1の物体Aと質量m2、速度v2の物体Bがx軸上を等速直線運動していて 2 2022/12/24 13:26
- その他(車) 前のクルマが制限速度で走ってたらどうしますか 12 2022/05/05 20:59
このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています
-
プロが教える店舗&オフィスのセキュリティ対策術
中・小規模の店舗やオフィスのセキュリティセキュリティ対策について、プロにどう対策すべきか 何を注意すべきかを教えていただきました!
-
空走距離や制動距離の計算方法がわかりません。 これは試験に出てくるのでしょうか。 空走距離は速度に比
運転免許・教習所
-
運動エネルギーは速度の2乗に比例する
物理学
-
2次関数って何の仕事で必要なのですか?
数学
-
-
4
男の人は長期間射精をしないとどうなるか
カップル・彼氏・彼女
-
5
take it for granted について
TOEFL・TOEIC・英語検定
-
6
黄色い線を越えて道路を横断しても良いですか?
カスタマイズ(車)
-
7
停止距離についてですが、
運転免許・教習所
おすすめ情報
このQ&Aを見た人がよく見るQ&A
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
等加速度運動の変位の公式でな...
-
物理基礎 高一 相対速度と車間...
-
ミカエリス・メンテンの式を変...
-
【至急】衝突時間ってどうやっ...
-
物理の問題で速さを求めよとい...
-
これの問4についてなのですが、...
-
計算方法がわからず困っていま...
-
相対速度=物体の速度-見た人の...
-
物理の教科書で最初の公式 s = ...
-
ドリフト移動度とホール移動度...
-
力学・v-tグラフの面積がなぜ移...
-
物理基礎 鉛直投げ上げの問題
-
物体の運動
-
車輪周速度とは?、、、、
-
加速している物体の推進力について
-
レイノルズ数 代表長さのとり...
-
速度二倍で4倍の衝撃について...
-
相対速度についてある参考書は...
-
引張速度が引張試験に及ぼす影響
-
台車を押す力 (物理?)
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
等加速度運動の変位の公式でな...
-
【至急】衝突時間ってどうやっ...
-
力学・v-tグラフの面積がなぜ移...
-
物理の教科書で最初の公式 s = ...
-
慣性の法則 走行中に人間が飛び...
-
あるくのがはやい
-
速度は「速くなる」?「大きく...
-
速さは速度の絶対値?
-
物理の問題で速さを求めよとい...
-
100mで10秒と11秒の距離の差は?
-
メートル毎秒m/sについてです
-
重力加速度
-
制動距離が速度の2乗に比例す...
-
12kmを普通の自転車で行ったら
-
Allegretto moderato とは??
-
ドリフト移動度とホール移動度...
-
台車を押す力 (物理?)
-
「速く移動すると時間の進み方...
-
「陽」という言葉の意味が分か...
-
電圧の単位V(ボルト)の表記につ...
おすすめ情報