No.2
- 回答日時:
曲がり管の曲がり方向によっては
摩擦によるエネルギー損失があるような
気がします。
直管を移動時、玉は下側の壁面に接して
転がっているはず。曲線に達した時、
回転方向が変化するはずですが、ここで
滑りが生じそうな気がします。
詳細な運動を分析してみないとよくわからないですね。
この回答への補足
恐縮ながらも、当方としては、(内壁が滑りやすい)チューブ管・曲がり管を使用した場合、当の摩擦力など、微々たるもので、概ね、曲がり前後の鉄球の速度は、それほど変わらない見込んでいるのですが誤りでしょうか?
それとも、詳細な運動分析の結果によっては、同摩擦力が、(とりわけ、滑りやすい同管を使用した場合でも)当該速度に影響することもあり得るのでしょうか?
No.3
- 回答日時:
摩擦などのロスを考慮しないのならば、反発係数1.0の斜め45度の壁にあたって、等速度で90度方向を変えて運動し続けるのと同じです。
摩擦がないなら、「管」などを考える必要はなく、空間を空気抵抗なしに飛んでいるのと同じです。
摩擦やロスを考えるなら、斜め45度の壁の反発係数を0.8、0.6、・・・とロスの大きさ相当に下げて考えれば、ほぼ等価の運動を記述できると思います。
No.4ベストアンサー
- 回答日時:
No.3です。
No.1.2に対する「補足」を読んでいませんでした。管内の摩擦が大きいか小さいかは、まさしく管内壁の状態によります。
ボールベアリングのように、潤滑油のようなもので満たされて、つるつるすべすべ、ほとんど摩擦がなければ、No.3に書いた「反発係数1.0の壁」と同じように扱えます。
冬季オリンピックの「ボブスレー」や「リュージュ」のイメージですな。
No.3の斜め45度の壁で言えば、テニスの壁打ち、ビリヤードの玉の跳ね返りのようなイメージです。
しかし、ヘドロや苔の付着した下水管などでは、途中で引っかかって動かなくなったり、相当な背圧や押し込み力を与えないと、出口からボールは出て来ません。ボールの初速だけでは、明らかに途中で失速して停止し、詰まります。
これは、No.3の斜め45度の壁で言えば、「粘土」や「餅」でできた壁です。反発係数ゼロで、ボールはめり込んで跳ね返りません。
以上のように、
>鉄球類が、曲がり管の壁面(内壁)に当たろうとも、その曲面との摩擦力など、高々、無視できるものなどと見当してもよいのでしょうか?
に対しては、上記のように「管内面の摩擦やロスの大きさによります」としか言いようがありません。
この回答への補足
当の曲面(鉄球との接触面)辺りが、ボールベアリング・潤滑油のようなもので満たされていれば、反発係数1.0の壁と同じように扱える為、尚も、鉄球自体、90度方向変換しつつ、等速度運動し続けるということですが、その場合、鉄球との衝突の際、曲がり管に働く(斜め方向の)力にかけては、多少たりとも軽減されるのでしょうか?
補足日時:2014/08/16 18:35No.5
- 回答日時:
No.4です。
「補足」に書かれたことについて。>当の曲面(鉄球との接触面)辺りが、ボールベアリング・潤滑油のようなもので満たされていれば、反発係数1.0の壁と同じように扱える為、尚も、鉄球自体、90度方向変換しつつ、等速度運動し続けるということですが、その場合、鉄球との衝突の際、曲がり管に働く(斜め方向の)力にかけては、多少たりとも軽減されるのでしょうか?
管の曲がりを、斜め45度の壁と考えれば、玉の運動は「運動量保存の法則」に従います。
玉の質量を m 、最初の速度を v1、跳ね返った後の速度を v2 とし、斜め45度の壁の質量を M、玉が衝突した後の壁の速度を V とすると、(壁は衝突前は静止している)
mv1 = mv2 + MV
となります。
玉が壁にめり込む(管の途中で引っかかって停止する)状態であれば、 v2=0 ですから、玉の運動量が全て壁に移動します。
曲がり管に働く力も大きくなるということです。(運動量を時間で微分したものが力です)
v1≒v2 で跳ね返れば、壁に移動する運動量は小さくなります(衝突なのでゼロにはなりませんが)。従って、曲がり管に働く力も小さくなります。
何度もご直答、誠にありがとうございます。
(補足の追加質問に対する)本回答をベストアンサーにしてもよいのですが、最初の質問から、少し、ずれている為、ここでは、敢えて、お礼だけに留めておきます。
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
- 物理学 どうして、スピードを出しても3次元にいられるのですか。 3 2023/05/30 21:12
- 物理学 どうして、三次元にいられるのですか。 4 2023/02/10 20:58
- 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
- その他(交通機関・地図) 愛知県の車のマナーって最悪らしいけど、トヨタのおひざ元だから愛知県があまあまなんですか? 4 2022/04/16 14:28
- 物理学 向心力は、物体の円運動の速度が同じなら遠ければ遠いほど力が弱くなるということでしょうか? 4 2022/12/28 18:35
- 物理学 ここで回答している相対論信者って全員、相対性理論を理解できてないですよね? 4 2023/03/08 12:40
- 物理学 高2物理反発係数の問題が分かりません。 教えてください。 小球をh(m)の高さから床の上に落とした。 1 2023/05/29 20:23
- 物理学 重力加速度について 7 2022/10/19 08:28
- 物理学 相対性理論と円運動について。 1 2023/01/30 11:39
- バイク免許・教習所 まだ教習通う前ですが、バイクに乗る上での注意点をまとめてみました。間違ってる箇所や、他の項目・アドバ 5 2022/04/27 19:44
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
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
おすすめ情報