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運動エネルギー 相撲
両力士の体重が53kgで、しきり線が２ｍ離れていて 速度10m/sで当たったときの負荷？を求めたのですが、 仕事量＝運動エネルギー F・s = (1/2) ・ m ・ v^2 の公式を使って、 F・s = (1/2) ・ (53・2) ・ 10^2 = 5300 [N・m] F = 5300 / 2 = 2650 [N] m = F / g = 2650 / 9.8 = 270 [kg] 270/2=135 [kg] 135kgの力士が上から乗っかっているのと同じと考えて いいのでしょうか？ よろしくお願いします。
- 02160315
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- 物理学
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３回目。 ＾＾ 研究して進歩されたようですね。 ＞＞＞ 力士が最終的に衝突した速度が１０ｍ/sと云うことは 停止状態から１０ｍ/sまでにかかった時間を0.1秒とすると 逆です。 １０ｍ／ｓから停止状態までです。 ＞＞＞ 平均加速度が、１０／０．１＝１００[m/s^2] はい。 衝撃吸収時間を０．１ｓと置くわけですね。 すると１００［ｍ／ｓ^2］になりますね。 ＞＞＞ ニュートンの法則F=maを使って、 F = 53*2*100 = 10600[N] ×２が余計です。 体重が等しく速さも等しい者同士が、正面衝突をして停止に至るので、 ２人のうち１人の力士だけを見れば、非常に重い壁にぶつかったのと同じ状況になります。 ですから、両者のどちらにとっても、 Ｆ ＝ ５３×１００ ＝ ５３００［Ｎ］ の衝撃力がかかります。 ２倍してはいけません。 ＞＞＞ この単位を重さに直すと 10600 / 9.8 = 1081 [kgf] になりました？ 上記の通り、１０６００ではなく５３００なので、 答えは、 ５３００／９．８ ＝ ５４１［ｋｇｆ］ （ただし、衝撃吸収時間＝０．１ｓ と仮定した時） です。
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- sanori
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再び。 ＞＞＞ F・s = 力 ・ 移動距離 と参考書に載っていて、 体重を２倍にして２ｍ先の壁にぶつかった というように考えたのですが？ それは、一定の力Ｆに逆らって距離ｓを移動するときの仕事を求める式です。 公式を使うのは結構ですが、公式の意味を全く取り違えています。 果たして力士は、２メートル（１メートルずつ？）移動する間に、何かの力に逆らって仕事をしたのでしょうか？・・・ ・・・していませんよね？ そして、 もしも仕事をしたとしても、両者がぶつかるときの衝撃とは無関係の話です。 繰り返しになりますが、 「２メートル」という値は、衝撃力の計算には全く無関係です！！！！！ ＞＞＞ （二人とも１０ｍ/ｓの速度でぶつかったのだから、２０ｍ/ｓで計算しなければいけないのか？ F・s = (1/2) ・ (53・2) ・ 20^2 = 21200 [N・m] ） 的はずれだと思いますが。。。。 そういう問題でもありません。 考え違いです。 前回書いたとおり、「衝撃力」で過去のＱ＆Ａを検索してみてほしかったのですが、 このような補足をされるということは、ご覧になっていないわけですよね。 検索した結果は、これです。 http://oshiete.goo.ne.jp/search_goo/?status=select&MT=%BE%D7%B7%E2%CE%CF&nsMT=&ct_select=1&ct0=210&ct1=391&ct2= まずは、ご覧になってください。 追伸 ＳＩ単位であるニュートンの力を９．８で割って、ｋｇｆに変換する部分（F / g = F / 9.8）は、 考え方として、ちゃんと合ってますよ。 もちろん、２７０や１３５という数字は全くの無意味・間違いですけどね。 では、これにて退散・・・
補足
たびたびすみません。 過去ログにsanoriさんが答えていらっしゃる 野球の捕手にかかる衝撃計算がありました。 力士が最終的に衝突した速度が１０ｍ/sと云うことは 停止状態から１０ｍ/sまでにかかった時間を0.1秒とすると 平均加速度が、１０／０．１＝１００[m/s^2] ニュートンの法則F=maを使って、 F = 53*2*100 = 10600[N] この単位を重さに直すと 10600 / 9.8 = 1081 [kgf] になりました？
- debukuro
- ベストアンサー率19% (3635/18948)
単位系が統一されていないので答えが出ないのです SI単位か旧メートル法かどちらかに統一しないといけません SIで計算してみてはどうですか ＞135kgの力士が上から乗っかっているのと同じと考えて いいのでしょうか？ この場合はじっと乗っているだけなので仕事をしていません だから衝突したときと同じにはなりません
お礼
返信ありがとうございます。 SI単位、もっと勉強したいと思います。
- sanori
- ベストアンサー率48% (5664/11798)
こんばんは。 運動エネルギーは、１人当たり （１／２）・５３・１０^2 ［Ｊ］ ２人合わせて ５３・１０^2 ＝ ５３００ ［Ｊ］ ここまではいいです。 しかし、次の ５３００［Ｊ］／２［ｍ］ ＝ ２６５０［Ｎ］ が大間違いです。 当たったときが１０ｍ／ｓ という条件が与えられているので、 「２ｍ離れていて」の「２ｍ」というのは、運動エネルギーや負荷（衝撃力）には何ら関係しない、不必要な値なんです。 ご質問文にある条件だけでは、衝撃力を計算することはできません。 ここのサイトの過去質問で「衝撃力」で検索すると、たくさん引っかかると思います。（私も何度か回答しました。） それらを参照してみられては。 以上、ご参考になりましたら。
補足
こんばんわ。 F・s = 力 ・ 移動距離 と参考書に載っていて、 体重を２倍にして２ｍ先の壁にぶつかった というように考えたのですが？ （二人とも１０ｍ/ｓの速度でぶつかったのだから、２０ｍ/ｓで計算しなければいけないのか？ F・s = (1/2) ・ (53・2) ・ 20^2 = 21200 [N・m] ） 的はずれだと思いますが。。。。
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- 機械設計
お礼
お導ありがとうございました。 衝撃吸収時間＝０．１ｓなんですね。（泣 てっきり、仕切り線０m/sから衝突１０ｍ/ｓに要した時間 かと思っていました。（汗 もっと、がんばります。