No.1ベストアンサー
- 回答日時:
「速度」では「加重」は出ません。
「一定速度で運動している」のは、同じ速度で運動している人から見れば「止まっている」のと同じですから。「時速100km/h で走っている電車にかかる荷重」というのと一緒です。
これが「停止」すれば「荷重」が生じます。ただし、これも「一瞬で衝突」するのか、「ゆっくりブレーキをかけながら時間をかけて停止」するのかで、荷重の大きさは全く違います。
「ある速度を、どれだけの時間で変更するか」つまり「加速度」の大きさによるわけです。
質量 10kg で、3 m/s で動いていたものが、0.1 秒で急停止すれば、そのときの力は
F1 = ma = 10(kg) * ( 3 (m/s) ÷ 0.1 (s) ) = 10(kg) * 30 (m/s²) = 300 (kg・m/s²) = 300 (N)
です。
1秒間かけて「ズリズリ」と止まれば、そのときの力は
F2 = ma = 10(kg) * ( 3 (m/s) ÷ 1 (s) ) = 10(kg) * 3 (m/s²) = 30 (kg・m/s²) = 30 (N)
さらに、ゆっくりブレーキをかけて 10 秒かけて止まれば、そのときの力は
F3 = ma = 10(kg) * ( 3 (m/s) ÷ 10 (s) ) = 10(kg) * 0.3 (m/s²) = 3 (kg・m/s²) = 3 (N)
です。
ニュートン(N)は力の単位で、1kg のものにかかる重力が 9.8 N です。重力加速度が 9.8 m/s² なので、おおよそ 10 m/s² とかんがえて、
F1 : 30 (m/s²) なので、ほぼ「3G」(重力加速度の3倍)
F2 : 3 (m/s²) なので、ほぼ「0.3G」(重力加速度の1/3)
F3 : 0.3 (m/s²) なので、ほぼ「0.03G」(重力加速度の1/30)
という感じです。
「どのぐらいの時間で止まるか」を考えて、「加速度」で考える必要があります。
クッションやばねで停止時間を長くすれば、それだけ「加速度」が小さくなって、衝撃は弱まります。
No.2
- 回答日時:
No.1です。
最初のところが、舌足らずでした。次のように、追加の一文が必要ですね。「速度」では「加重」は出ません。「一定速度で運動している」のは、同じ速度で運動している人から見れば「止まっている」のと同じですから。
「時速100km/h で走っている電車にかかる荷重」というのと一緒です。
時速100km/h の電車に乗っている人には、何の荷重もかかっていません。 ←これを追加。
これが「停止」すれば「荷重」が生じます。 ~以下No.1 のとおり
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