引きバネの本数を増やすまたは変える事によりを初速はあがるのか

「クラフト・工作」で以前質問させていただいたいたのですが回答が明確でなかった為、再度質問します。

私はyoutubeのクロスボウ動画を見て素人ながらスリングショットピストルを作ってみたいと思いました。
動画をみるとゴムを使う方が多いのですがゴムの耐久性等を考慮してバネを使ったスリングショットを作りたいと思います。



この様なクロスボウをスリングショットにして作るつもりです。

飛距離、初速を上げる為に

1.この動画ではバネは2本使用していますが、4本にしドローウェイトを上げればより早くバネが元に戻ろうとする為、初速や威力は上がりますでしょうか？

2.ドローウェイトを上げるより滑車の位置等変え弦とトリガー間の距離を出来るだけ長くし、弾がより長い時間、弦に押される方がよいのでしょうか？

3.バネは（https://www.yht.co.jp/ctlg/011.asp?pf_id=1302220 …）の「引きバネ2　外径：16　自由長：107　伸び長：157　(mm)　許容過重：9.2kg　品番：E711」のバネを利用しようと思いますが、このバネより、（https://www.monotaro.com/p/0731/3634/?t.q=%83X%8 …）のようなバネ定数が大きいものした方がいいのでしょうか？


ご回答よろしくお願いいたします

No.1 回答者： shouga999 回答日時： 2017/03/29 20:16

めんどくさいからグダグダ言ったり質問を何度も上げてるヒマあるんなら

さっさとやってみればいい。
「ほんの少しの失敗もしたくない」めんどくさい性格核なの？

この回答へのお礼

なるほど、あなたのおっしゃる事もわかります。
ただ、このようなバネは価格も高く、簡単に幾つも購入して試すには難しいので「物理的」な観点から質問させていただきました。
ところで不勉強なもので「性格核」とはどのような意味ですか？

お礼日時：2017/03/29 20:58

No.2 ベストアンサー 回答者： isoworld 回答日時： 2017/03/30 09:12

バネを引き伸ばしたときに持つ位置エネルギーが、すべて物体を飛ばす運動エネルギーに変換されるものと想定し、ロスのない理想状態を考えると…

位置エネルギー＝1/2ｋｘ^2　（ｋはバネ定数、ｘは伸ばした長さ、^2は２乗を表わす）
運動エネルギー＝1/2ｍｖ^2　（ｍは物体の質量、ｖは速度）

よってバネ定数ｋ[N/m]を大きくすれば速度ｖ（初速度）も上がるはずです。ｘ（伸ばした長さ）を大きくしても速度ｖ（初速度）は上がりますね。現実にはバネで飛ばす物体以外のものも動かしたり、摩擦による摩擦熱を生じさせたり音のエネルギーに変ったりで、ロス（無駄）がかなりあると思います。それらの改善にも多少の効果があるかもね。

この回答へのお礼

ご丁寧なご回答ありがとうございます。
さっそく計算してみました。
同じ素材、線径のバネで自由長が短い方が長いものよりバネ定数が大きいですが位置エネルギーはそれほど差はでないんですね。
自由長が短いと最大タワミも小さいので、弦とトリガー間の距離の考慮し選びたいと思います。
本当にありがとうございました

お礼日時：2017/03/30 20:04