かなり物理が不得意な者です。皆様、分かりやすくご回答お願い致します。
質量Mの玉が速度Vで衝突する時、いくらの荷重がかかったのと同じになるのでしょうか?
仮に質量2kg、速度10m/sの鉄球が板に衝突した時の板にかかる荷重(kg)を教えてください。よろしくお願いします。

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A 回答 (3件)

荷重(kg)と書かれていますが、kgは質量の単位であり、衝突した際に質量が


鉄球から板に移動することはありません。かかってくるのは力であり、その
単位としては、ニュートン(N)とかキログラム重(kg重)とかが使われます。

で、力ですが、ニュートンの運動法則により、質量と加速度、つまり速度の
変化率との積で表わされます。質問のケースで言えば、例えば0.1秒で鉄球
の速度が10m/sから0m/sに変化したとすると、平均の加速度は100m/s^2であり、
その間にかかった力は平均で200Nのわけです。あくまでこれは平均であり、
鉄球の速度はもっと複雑な変化をするでしょうから、瞬間的にはもっと大きな
加速度もありうるわけで、その場合にはもっと大きな力がかかっているわけ
です。

今述べたのは鉄球の速度変化に着目しているわけですから、実は鉄球が壁から
受ける力のことを言っていることになります。ところで、作用・反作用の法則
というのがあり、鉄球が壁から力を受ける時、壁は同じ大きさで反対向きの
力を鉄球から受けています。上の例で言えば200Nです。

ニュートンというのは質量と加速度から定義される単位ですから、質量と加速度
を掛けて力を求めた場合は、そのままNの単位を使えます。

これに対し、キログラム重というのは、重力、つまり地球と物体との間に働く
引力をもとに定義されます。1kgの物体が地球から受ける力が1kg重です。
ニュートンとキログラム重との間には、次の関係があります。
  9.8N = 1kg重
従って、上の例をkg重で言いかえると約20.4kg重になります。
つまり、質量2kg、速度10m/sの鉄球が壁に衝突し、0.1秒間で速度ゼロになった
場合に壁にかかる平均の力は20.4kgの物体に働く重力と同じということになり
ます。
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この回答へのお礼

詳しい説明どうもありがとうございました。参考にさせていただきます。今後ともよろしくお願いします。

お礼日時:2001/06/07 09:48

>じゃあよくゲーセンなんかであるパンチ力測定器なんかもある


>一定時間の力積から求めているんでしょうか?

瞬間最大荷重?相当の値を出しているんじゃないかと思います。これは全くの推察ですが。
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衝突にかかった時間によります。

衝突にかかる時間をtとすると力積=運動量
つまりFt=MVです。これは鉄球が板にめり込んで止まったときなので跳ね返ったときには2倍、Ft=2MVですね。
たとえばtを0.01秒とで跳ね返ったするとF=2x2x10/0.01=4000kgとなります。
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この回答へのお礼

どうもありがとうございます。時間が関係あるんですね。じゃあよくゲーセンなんかであるパンチ力測定器なんかもある一定時間の力積から求めているんでしょうか?

お礼日時:2001/06/06 20:13

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No.2です。
ダラダラ試算を書きましたが、「類似例」で示せばよかったのですね。

「水中」であることを無視すれば、50 km/h ≒ 14 m/s なので、「約10mの高さから自由落下させて、地面と衝突する」ときと同等です。
「クジラの頭に、10mの高さから落ちたときの衝撃」と言えばよさそうです。

「クジラの頭の弾力性」がよく分かりませんが、コンクリートの床のような硬さなら大怪我(うちどころが悪ければ死亡)、ソファやクッションのような衝撃吸収ができれば無傷もしくは軽傷でしょう。
陸上競技の棒高跳びでは、5m程度の高さから落ちて当然無傷です。

(計算式)
加速度:重力加速度 g=9.8 (m/s²)  (1)
t 秒後の速度:V = g*t (m/s)(t=0 での初速度をゼロとする)  (2)
t 秒後の落下距離:y = (1/2)g*t² (m)(t=0 での初期位置をゼロとする)  (3)

V = 14 (m/s) となる時刻は、(2)より
  14 = 9.8 * t
より
  t ≒ 1.43 (s)
この時間に落下する高さは、(3)より
  y = (1/2) * 9.8 * (1.43)² ≒ 10 (m)

従って、高さ 10 m から自由落下させると、地面と 14 m/s = 50 km/h の速度で衝突する。

No.2です。
ダラダラ試算を書きましたが、「類似例」で示せばよかったのですね。

「水中」であることを無視すれば、50 km/h ≒ 14 m/s なので、「約10mの高さから自由落下させて、地面と衝突する」ときと同等です。
「クジラの頭に、10mの高さから落ちたときの衝撃」と言えばよさそうです。

「クジラの頭の弾力性」がよく分かりませんが、コンクリートの床のような硬さなら大怪我(うちどころが悪ければ死亡)、ソファやクッションのような衝撃吸収ができれば無傷もしくは軽傷でしょう。
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Q英語力の維持

私は留学経験、海外勤務の経験があり、ある程度の英語力はあります。でも、帰国してから英語を使った仕事についていないので、英語力を維持することに大変苦労しています。自分なりにテレビを副音声にしてみたり、英語の本を読んだり、外国人の友達とできるだけ会って話すようにしていたりするのですが、毎日会っておしゃべりするわけにもいかず、日に日に英語力の衰えを感じています。
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日本にいて海外時代と同じ英語力(英語に限らず)をキープするのは難しいですね。julianodさんはすでにテレビ、読書、外国人の友人を通じた努力をされているようなので、それ以上はあまりないような気がします。強いて探せばCNNを日本のテレビの代わりに24時間視聴する、居住地の役所に英語通訳のボランティア登録をする、英字新聞の購読、海外にメル友をもつ、などが考えられますが・・

身につけた語学力は日ごろ努力をしていれば、そんななに衰えるものではありません。衰えと感じるのは、単語を忘れる、ネーティーブが使う日常会話を使う機会がないためとっさに出てこなくなり、日本人特有の教科書的硬い表現に戻ってしまうなどから来る不安ではないでしょうか。これらの現象は日本に住む以上ある程度避けられないことだと思います。しかし、海外へ行ったり、日本でネイティーブの方と話すことにより時間とともに戻って来るはずです。

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Aベストアンサー

> 真空、無重力、1秒間だけの条件で、
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たびたびすみません、また再投稿させて頂きました。
お礼で過分なお言葉を頂いたので・・・。

>接する言語が英語と日本語と半々位にしているのですね。 すごい自制心ですね! 

えっ、いえ全然、自制心も何もぜんぜん我慢や忍耐など感じてません^^; 割合も考えてませんし、好きなようにしてるだけです。洋画や海外ドラマはやっぱり、字幕があっても翻訳するときの字数制限でかなり内容をはしょってたりしますから、やっぱり原文も聞いておかないと、細かいところがわからないので。英語でのメールは必要があるからです(友達とのメールとか仕事で)

>それともよほど、英語圏の文化がお好きなんでしょうか? 

別に西洋かぶれとかそういうつもりはないんですけど、海外の人と交流するとどうしても英語になってしまますから。
でも、英語はそうですね、接するのが楽しいですね。接すれば接するほど覚えていけますから。新しい言語がどんどん自分のものにできるのはうれしいです。あと少しだけスペイン語も覚え始めています、ちょっとずつですが。ちなみに英語もスペイン語もテキストや教材は全く使ったことがありません(中、高校の英語の授業の物以外はです、もちろん)習いに行ったこともありませんし^^;スペイン語もスペイン語圏の数人の友達からメール交換するときに少しずつ教わっています(共通言語は英語です)TOEICなどのテストも受けたことがありません 笑

マンガですが、もともとアニメやマンガが好きだったので、その英語版を見て『英語だとこうなるのか』と思って読んでみたり、逆に英語版や英語吹き替えのものから入ってあとで日本語版をみて、『ああ、日本語だったらこうなってたのか』とか 笑 見比べてみるとすごく面白いです。とくにアニメは声の印象も、よく探してきたなあと思うくらい、日本版の声に近い声質の声優さんしているのもあれば、あえて全然日本語版と違っているのもあって、そのギャップが面白いです。有名どころではドラゴンボールのべジータとピッコロとか。日本語版は人間らしいけど 笑 英語版だと悪者役らしくすごく邪悪な声になっています 笑

それにしても、他の方が回答で言われるのを読んでいてすごいなあというか、そこまでしなければいけないものだったのか、とか 笑
私は何も考えてなかったので 笑 そんなこんな云いながら今現在英語を使ってお金もらってるんですから、詐欺ですね 笑 (←冗談です。お金をもらえるぐらいの質は提供している自信があります。アメリカ人のネイティブにも、「ネイティブみたいに英語が達者だけど、どうして?」と聴かれたこともあります(^^ゞ それまで意味が通じる英語にはなっていたと思うけど、ネイティブほどに自然とは思っていなかったので、そう言われたときは(メールでですが)すごく嬉しかったです。)

たぶん、英語を会得したいその理由によって勉強法も変わるのだと思います。
TOEICの高得点を取りたいとか、英語の先生になりたいとか、そういう単位で表さなければならないもの、言ってみれば日本で通用する英語力のようなものが必要なのか、あるいは、実際に海外の英語圏で就職して生活したいとか、翻訳など、文法よりも伝える内容の細かいニュアンスを伝えることが重要みたいな(もちろん文法の知識も要りますが)科目でなく言語としての英語が必要というのとは、全然学び方を変えないといけないと思います。
日本語で考えたなら、国語の先生になりたいのか、小説家になりたいのか、みたいな。

私は後者なので、高校を卒業して以来これまで英語を勉強しよう、とか、段階を考えて学習法を、とか全く考えずにただ使いながら自然に覚えてきました。自分のレベルがどうなのかを点数などで計る必要もないと思っています。ネイティブと話したりメールすれば、必然的に自分がどの程度なのかいやでも実感しますから、それで十分ですし。英語圏でない人とは比較的早く同じようなレベルになれましたけど、ネイティブで、とくに口の達者なネイティブとか 笑 年齢が上がるほどに語彙も言い回しも複雑になりますから、難易度が上がりますね。そういうのも目安になります。海外ドラマよりも心理描写の多い映画のほうが聞き取りにくかったり、意味がわかりずらかったり。日本のでもそうですよね、お茶の間で聞きやすくするためにテレビドラマははっきりゆっくりめな聞こえやすい台詞の話し方をしますけど、映画だと、雰囲気を大切にして、自然な会話のスピードにするのが多いですし。だから海外ドラマより洋画のほうが難易度は高いことが多いと思います。それも目安になりますね。

話が脱線してばかりでごめんなさい。
だから今回、ご質問やお礼を読んで思ったのは、そんなに気合を入れて忍耐と思ってやらなければならないのかなあって。洋画にしても海外ドラマにしても、字幕を読みつつ英語を聞いて、でも一番の目的はストーリーを楽しむことで、マンガにしてもそうですし。私は楽しんでばかりいます 笑 英語でメールを書いたり文章を書くのも、英語ならでの表現で書くのが楽しいです。逆に和訳をするときは、直訳より意訳がだんぜん楽しいです。だから何時間でもぜんぜん苦痛と思いません、というかそもそも今自分が使ってるのが英語か日本語かなんて分けて考えていません、独り言も言いやすいほうで言います 笑

また話が逸れてまとまりがなくなちゃってすみません。
だから、言いたいのは (またですが 笑)、私みたいに気楽にしててもとりあえず形にはなったので、質問者さまも、英語を覚えるのを楽しんでやってみたらどうかなあってことです。楽しむ境地とおっしゃってますが、そういうレベル1とかレベル2みたいな考え方自体、あんまり必要ないように思います。私たちが日本語を覚えるとき、そんなふうに覚えてましたか?^^ あっ、まあ当用漢字を学校で習う時はちょっとそうだったかな 笑 結局、学校で学習する方法になんでも当てはめちゃってるんですね。あれは効率よく多数のひとに均一に教えるからああいうシステムのようになるのであって、学ぶ方法なんて、本当はもっとファジー(死語?笑)だと思います。

たびたびすみません、また再投稿させて頂きました。
お礼で過分なお言葉を頂いたので・・・。

>接する言語が英語と日本語と半々位にしているのですね。 すごい自制心ですね! 

えっ、いえ全然、自制心も何もぜんぜん我慢や忍耐など感じてません^^; 割合も考えてませんし、好きなようにしてるだけです。洋画や海外ドラマはやっぱり、字幕があっても翻訳するときの字数制限でかなり内容をはしょってたりしますから、やっぱり原文も聞いておかないと、細かいところがわからないので。英語でのメールは必要が...続きを読む

Q斜辺に衝撃荷重がかかった時横方向にかかる荷重

14°の斜辺に真上から400ton衝撃荷重がかかった場合地面と水平の横方向にかかる荷重を教えて下さい。用途は斜辺のブロックを水平ブロックにネジ止めしたいのですが、ネジの径と本数にこの荷重がでないと選定できないためです。大変困っています。よろしくお願いします。。

Aベストアンサー

No.1です。横方向の荷重に計算ミスがありました。正しくは96.76です。

Q英語力って?

 よく求人広告を見ると「英語力ある方歓迎」と記載されていますが、「英語力」ってどの程度の力をいうのでしょうか?もちろん、企業によってその物指しは変わってくるとは思いますが、一般論として知りたいです。例えば、英会話がぺらぺらできるとか、文章読解力があるとか、英語ですらすら文章が書けるとか。ビジネスで一番必要なのはどれでしょう?全部できて初めて英語力があるというのでしょうか?

Aベストアンサー

他の従業員の手をわずらわさずに自分で仕事ができるレベルがひとつの目安ではないでしょうか。具体的には、英語のメールがくるたびいちいち辞書をひかなくても内容を大体理解できて返信できる。英語の電話がかかってくる度できる人にかわってもらわなくても、伝言受け取りくらいは普通にできる。英語での会議に参加した時、一文、一文他の人に通訳してもらわなくても大体内容を理解できる、など。要は英語ができるかどうかというより、「仕事ができるか」どうかだと思います。例えば営業だったら英語が得意でなくても、そんなにペラペラ話せなくても、きちんと売上などの成績が残せれば問題ないと思います。英語ができる=仕事ができる、ではないので。もちろんできるにこしたことはないと思いますが。要求されるレベルはもちろん職場、職種によって異なります。

Q物理I 仕事とエネルギー
質量m[kg]の小物体が

図のA点から初速0m/sでなめらかな斜面を動き始め,B点で水平方向に飛び出し,水平面に対し45°をなすあらい平らな斜面DEに接するようにD点に落下した。その後,この斜面
DE,なめらかな曲面EFおよびあらい水平な面FGを移動してG点で停止した。ABの鉛直距離はh1[m],DEの鉛直距離はh2[m]であり,F点はE点と同じ高さにある。小物体と2つのあらい面との動摩擦係数をいずれもμ'(<1),重力加速度をG[m/s^2]として,以下の問いに答えよ。ただし,空気抵抗は無視するものとする。

(1)B点における水平方向の速さを求めよ

(2)B点とD点との間の鉛直距離を求めよ。

(3)E点における速さを求めよ。

(4)小物体がDEを移動する間に重力と摩擦力のそれぞれがした仕事を求めよ。

(5)FGの距離を求めよ。



それぞれの問いの答えをお教え下さい

Aベストアンサー

物体の質量は答には出てこないのですが、解答の途中では必要になりますから、これを m[kg]としておきます。

(1)垂直抗力は仕事をしません(進行方向に対して直交する方向に働く力は仕事をしません)から、
重力だけが仕事をしていることになります。
これは、力学的エネルギー保存則が成り立つことを意味します。(重力は保存力ですから。)

B点を重力による位置エネルギーの基準点に取り、Bでの速さをVBとすると
mG・h1=(1/2)m・vB^2
∴vB=…

(2)D点での速度をVD=(VDx,VDy)とします。
空中を飛行中は、鉛直下向きの重力しか受けていないので、水平方向には力を受けていません。
ゆえに、VDxはVBのままに保たれます。

鉛直方向の速度VDyは、高さH(BD間の落差をHとします)を自由落下した場合の速度に等しく
VDy=√(2GH)

題意より、VDが鉛直方向に対して45°になっていますから
VDx=VDy (なぜなら、VDy/VDx=tan45°=1 だから)
つまり、√(2Gh1)=√(2GH)
∴ H=…

(3),(4)は一括で。
D~Eの間、物体には
重力=mG
斜面からの垂直抗力N
動摩擦力=μ'N
が働いています。

これらの力がした仕事は、DE=h2/cos45°を用いて
重力がした仕事 W1=mG・DE・cos45°
=mG・h2 ※

垂直抗力がした仕事 W2=0
進行方向に対して直交する方向に働く力は仕事をしません。

動摩擦力がした仕事* W3=μ'・N・DE・cos(180°)
=-μ'・N・DE
ところで、滑降時、斜面に対して垂直な方向では力が釣り合っていますから
mG・cos45°=N
が成り立ちます。これを利用すると
W3=-μ'・h2・cos45°・mG/cos45°
=…

"物体に働く力がした仕事の合計=運動エネルギーの変化量"
という、例外なく成り立つ、重要な関係が知られています(摩擦力などの非保存力が仕事をする場合にでも成り立つということです。非常に有用な関係なのでどしどし使いましょう)

VD^2=VDx^2+VDy^2
=2・VB^2=4Gh1
でしたから
運動エネルギーの変化量=(1/2)m・VE^2-(1/2)m・VD^2
=(1/2)m・VE^2-2m・Gh1

(1/2)m・VE^2-2m・Gh1=mG・h2-μ'mG・h2
これより
VE=…

(5)FG間は動摩擦力f=μ'・mGを受けていますので、これが仕事をします。
これに対して、重力や垂直抗力は仕事をしていません。
そこで、(4)の論理で、
-μ'・mG・L=0-(1/2)m・VE^2
これより
L=…

※重力がする仕事は、途中の経路がどうであれ、"重力・落下距離"となることが知られていますが、
この場合も、そのことが成り立っています。

*静止摩擦力は、移動が無いので仕事は常に0。動摩擦力は常に進行方向に対して
逆向き(180°の方向)に働きますから、例外なく、その仕事は負の値になります。

(追記)何回か質問をアップしておられますが、僕が見た限りでは、問題をそのままアップするだけで、質問者さんの、解答への取り組み状況がまったく書かれていません。

質問者さんが、どの程度の理解度の下で質問しているのかわかりません。
回答する方が少ないのはこのことも理由のひとつだと思います。
まずは、ご自分なりに、どこまで取り組んだかを示しておくと、もっと、アドバイスをたくさん受けられると思います。
回答が多くなればなるほど、思わぬ収穫も有るものです。せっかく質問するのですから、今後は、このこともお考えになっていただければと思います。

物体の質量は答には出てこないのですが、解答の途中では必要になりますから、これを m[kg]としておきます。

(1)垂直抗力は仕事をしません(進行方向に対して直交する方向に働く力は仕事をしません)から、
重力だけが仕事をしていることになります。
これは、力学的エネルギー保存則が成り立つことを意味します。(重力は保存力ですから。)

B点を重力による位置エネルギーの基準点に取り、Bでの速さをVBとすると
mG・h1=(1/2)m・vB^2
∴vB=…

(2)D点での速度をVD=(VDx,VDy)とします。
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Q英語力って英語で!?

「英語力」って英語でどうやって言うのですか?
また、「英語力を磨く」ってどうやって言えばいいのですか?すいませんが教えてください。

Aベストアンサー

英語力→English ability
英語力を磨く→brush up my English ability

ってなところでしょうか。

QA(質量M)とB(質量m⑅)の物体が滑車を通じて繋がっていて Aは台にあります。 AとBがともにH

A(質量M)とB(質量m⑅)の物体が滑車を通じて繋がっていて
Aは台にあります。
AとBがともにH進んだ時の速さは??
という問題で
μMgH+½—(M+m⑅)V²=m⑅gH
という方程式でとけますか??

Aベストアンサー

それ以外にエネルギーをロスするものがなければ、それで解けます。

通常は、
(1)働く力:重力から摩擦力を引いたもの
  F = mg - μMg
(高校物理的には「張力」も考えますが、結果的に消去するので)

(2)全体の質量:M + m

(3)加速度:a

として、運動方程式 (力)=(質量)×(加速度)

  mg - μMg = (M + m)a

から求めるのが普通です。

 初速度ゼロ、初期位置を変位ゼロとして

・加速度:a = (m - μM)g / (M + m)   ①

・速度 :V = [ (m - μM)g / (M + m) ] * t   ②

・落下距離 :y = (1/2)[ (m - μM)g / (M + m) ] * t^2  ③

となります。

 質問者さんの式は、「エネルギー保存」から導き出したものですが、上記の③から「落下距離 y=H」のときの時刻 t を求め、それを②に代入したものになります。


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