- ベストアンサー
車の最大加速度の問題
- みんなの回答 (5)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
加速すると、重心位置とタイヤ接地点との間に回転モーメント (トルク)が発生します。これにより車はフロントアップが 生じます。このトルクは前輪の接地圧を減らし、後輪の接地 圧を増やします。 ここまでの関係を式に表し、この接地圧と自重による荷重とを 足して摩擦係数をかけると加速に係わる前方向の力が求め られます。 これらの連立方程式で解くと答えになると思います。 後輪駆動の方が加速は良いはずです。
その他の回答 (4)
- debukuro
- ベストアンサー率19% (3635/18948)
スリップが発生しなければどちらでも同じです
- orcus0930
- ベストアンサー率41% (62/149)
解けません。問題設定が間違っています。 動摩擦係数が与えられているのは不自然ですね。 正確にいえば、静止摩擦係数が与えられていないとこの問題は解けません。 タイヤと地面との間に動摩擦が働くということは、 タイヤが地面に対して滑っている、スリップしているということです。 そんな状況下で、最大加速が得られるはずがないですよね? タイヤが地面に対して滑らない=静止摩擦が働く 状況下で車は運転しますよね。 前輪駆動と後輪駆動ですが、 トルクを図のように見て時計回りに入力して加速すると考えると、 後輪駆動では後輪の入力トルクは前輪を押しつけるように働き、 前輪駆動では前輪の入力トルクは後輪を浮かせるように働くのではないでしょうか。
お礼
回答ありがとうございます 僕も静止摩擦係数が与えられないと解けない気がします。
- htms42
- ベストアンサー率47% (1120/2361)
重心から車輪までの距離が等しければ車輪にかかる荷重は同じになります。 加速度に違いが出るということは駆動力に違いが出るということです。 摩擦力に違いがなければどちらの車輪が駆動輪であるかによって加速度に違いが出るとは思われません。 これ以上は私には分かりません。 ※動摩擦係数が0.3であると与えられています。 これは「?」です。タイヤが滑っています。 普通はこういう仮定はしないはずです。 タイヤが滑っていなければ関係するのは静止最大摩擦力です。どこで滑り始めるかの限界を示す量です。 車輪が滑っていないとした場合、どこでエネルギーの損失が起こるでしょうか。車の内部での摩擦がエネルギー損失の原因です。エンジンから車輪までの間での可動部分全てです。これは動摩擦係数が問題になります。この摩擦力の大きさは車の荷重では表されていません。 こすり合いだけが問題になるわけではありません。可動部分を動かすためにもエネルギーが必要なのです。 エンジンと駆動輪との位置関係によってこの内部摩擦が変わってくる可能性があります。可動部分の大きさが変わってくる可能性があるからです。 エンジンブレーキというのはこの可動部分を動かすのに必要なエネルギーに相当します。エンジンの出力を止めた時には車輪の回転が内部の可動部分全てを動かすことになりますから運動エネルギーを消費するのです。ギアーを下げるとエンジンブレーキがよく効くというのは車輪の1回転に対応するピストンの動きが多くなるからです。ギアーをNにするとピストンの運動が切り離されます。車輪からエンジンまでの間にある可動部分だけが問題になります。 これは大雑把な理解です タイヤと地面の間の動摩擦係数という設定では無理だろうという内容です。 タイヤの変形によるエネルギーロスはまた別の問題です。 これは前輪、後輪で違いは出てきません。
お礼
回答ありがとうございました!
- yokkun831
- ベストアンサー率74% (674/908)
図のような力をみつけることができます。 ただし、μN1とμN2はそれぞれ前輪駆動と後輪駆動のときでいずれかをとります。 水平・鉛直方向のつりあい(水平方向は運動方程式と考えてもよい)および力のモーメントのつりあいを立式して、a、N1、N2について解けばよいと思われます。
お礼
ありがとうございました! 参考にして 前輪駆動の場合 x軸方向 Mx”=μR1 y軸方向 R1+R2-Mg=0 モーメント 1.5R1-1.5R2+0.6μR2=0 これよりx”=1.39[m/s^2]となり、提出したところ正解でした。 ただ、皆さんの回答を拝見してもなぜこれが最大加速度となるかわかんないんですけど...
関連するQ&A
- この問題も教えてください
この問題も教えてください 「質量2.0kgの物体が摩擦のある水平な床に置いてある.この物体に水平と60度上方に一定の力を加え,等速で10m水平に移動させた.動摩擦係数を0.50として加えた力をもとめよ.」 という問題がわかりません. この物体にかかる動摩擦は2.0[kg]*9.8[m/s^2]*0.50=9.8[N](垂直抗力に動摩擦係数をかけた)だと思います. そしてこの物体を等速で動かした,すなわち加速度a=0なので加えた力の水平成分(x成分)も9.8[N] よって加えた力は9.8[N]*2=19.6[N](水平に対して60度上方に力をかけているから) だと思いました. しかし,答えには10.5[N]とありました. これだと加えた力の水平成分は5.25[N]となりませんか? どうすれば答えにたどり着けますか?
- ベストアンサー
- 物理学
- 等価速度直線運動と動摩擦係数と加速度
なめらかな水平面上を等価速度直線運動してきた質量0.5kgの物体が荒い水平面に進入した。初めの運動の向きを正とする。物体と荒い水平面との間の動摩擦係数を0.10とすると荒い水平面上で生じる加速度はどうなるでしょうか?(重力加速度は9.8m/s^2とする) できれば求め方も教えてください お願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 仕事の問題についての
水平面から30度をなす摩擦のある斜面上に、質量2.0kgの物体を置いたところ、物体は斜面に沿って4.0m滑り落ちた。このとき、重力がした仕事、動摩擦力がした仕事、および垂直抗力がした仕事を求めよ。ただし、物体と斜面との間の動摩擦係数を0.10重力加速度を9.8m/sへ2とする。 この問題の途中式などを入れたかいせつをお願いしたいです。
- ベストアンサー
- 物理学
- 物理の問題です
閲覧ありがとうございます。 いくら考えてもどうしても分からない問題です。なので解説と答えをお願いします。 (1)1.4m/sで右向きに運動していた質量2.6Kgの物体が一様に減速し始め、2.8m移動したところで止まった。物体が受けていた力の大きさFと向きを求めよ。 (2)36km/hの速さで走っていたトラックが急ブレーキをかけて一定の割合で減速し、10mすべって止まった。車輪と地面との間の動摩擦係数μを求めよ。重力加速度の大きさは9.8m/sとする。 (3)水平で滑らかな床に、小球が床面と60°の角をなす方向から衝突し、45°の角をなる方向にはねかえった。小球と床の間の反発係数を求めよ。 (4)一直線上を反対の向きに進む小球A(質量0.050kg 速さ3.0m/s)と小球B(質量0.10kg 速さ2.0m/s)が衝突した後の速さV1、V2(m/s)をそれぞれ求めよ。2球の間の反発係数は0.80とする。 (5)振幅0.50m 周期2.0秒で単振動している物体がある (ア)物体の速度の大きさVmaxは何m/sか (イ)物体の加速度の大きさamaxは何m/s^2か 大変だと思いますが、宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 力学の問題について
力学の問題について 直線上を正の向きに3.0(m/s)で運動する質量2.0(kg)の物体Aと、同じ直線上を負の向きに4.0(m/s)で運動する質量1.0(kg)の物体Bが衝突する。物体AB間の反発係数が0.80である時、衝突後の各々の速度VA‘とVB‘を求めよ 水平な床に固定した20.0(kg)の物体Aの上に5.00(kg)の物体Bを乗せ、水平方向右向きにF(N)、左向きにf₀(N)の力を働かせる。AB間の接触面も水平で、静止摩擦係数は0.400、動摩擦係数は0.100である。接触面で及ぼし合う摩擦力について以下の問題にこたえよ ・1 F=15.0(N)、f₀=5.00(N)のとき、BはAに対して静止していた。このとき、Aに働く摩擦力の向きと大きさを求めよ ・2 f₀のままFを大きくしていく何(N)のなるとBは運動し始めるか? ・3 Fは2で求めた値でf₀のときAに働く摩擦力の向きと大きさを求めよ。 この二問を教えてください
- 締切済み
- 物理学
- 物理の問題
「摩擦のある水平面に質量2mの物体Aを置き、その上に質量mの物体Bを置いた。また、物体Aと物体Cを伸び縮みしない糸で繋ぎ、その糸を滑らかな滑車にかけ、物体Aを水平に引くようにする。ここで、重力加速度をg、物体Aと水平面間の静止摩擦係数をμ1、動摩擦係数をμ2、物体Aと物体B間の静止摩擦係数をμ3、動摩擦係数をμ4とする。物体Cの質量を少しずつ大きくしながら同様の実験を繰り返したとき、物体Bが物体Aの上を滑り始めるのは物体Cの質量が□を越えたときである」 という問題の解き方が全く分かりません。 どのように解けば答えが出るのか教えて下さい。 出来るだけ詳しくお願いします…。
- 締切済み
- 物理学
- 仕事率の問題です。
明日テストなの解き方が全く分から無い問題が2問あります。どうか救いの手を。 まずは問題文と答えを。 質量2.0kgの物体を粗い水平面上に置き、水平方向に9.8Nの力を加えたら、物体は等速運動をして、10秒間で30m移動した。重力加速度の大きさは9.8m/s^2とする。 (1)摩擦力の大きさは何N? 9.8N (2)10秒間で、摩擦力のした仕事と、加えた力のした仕事をそれぞれ求めよ。 摩擦力のした仕事-2.9*10^2J 加えた力のした仕事2.9*10^2J (3)加えた力の仕事率は何W? 29W (4)床と物体との動摩擦係数は? 0.50 |----| |-----| |2.0kg|-→9.8N | | |----| |-----| -------------------------------------- |------30cm------| 質量1.0kgの小球を地面から上方30°の向きに初速度10m/sで投げた。次のとき、重力がする仕事の仕事率を求めよ。重力加速度の大きさを9.8m/s^2とする。 (1)投げ出した直後 -49W (2)最高点を通過しているとき 0W (3)地面に達する直前 49W 10m/s ___ /| / / )30° ○------------------- なぜそうなるのか全く分かりません。計算過程等、教えて下さい。
- ベストアンサー
- 物理学
- 運動の問題 助けてください
水平な粗い面の上に10kgの物体を乗せ、30Nの力で水平方向に10秒押したら20m/sの速度になった。 摩擦がなければ加速度はどれほどか この物体に働いた摩擦力は何Nか 面と物体の間の動摩擦係数はいくつか 最初のはma=Fで、10a=30で加速度は3m/s^2って分かるんですが その後の二つが分かりません 答えには10Nと0,10と書いてあります 質量3kgと7kgの二つの物体がそれぞれ6m/sと1m/sで直線上を同じ向きに進んで衝突した。衝突後二つの物体がくっついて動いたとすると、この物体はどの様な向きにどんな速さで進むか これ運動量保存則から2.5m/sっていうのは分かったんですが、 どんな向きって言うのはどんな向きですか? 答えには運動の向きは変わらないって書いてあるんですが、なぜそうなるか分かりません 質量30gの球が20cm/sの速さで壁に垂直に衝突し、14cm/sの速さで跳ね返った。失われた運動エネルギーはいくつか? これは初見なのでまったく分かりません3.06×10^-4らしいです。
- ベストアンサー
- 物理学
- この力学の問題ってどうやってやるんですか?
問題は 水平なあらい床の上で質量10kgの物体をロープで引き1.0m/sの速さで運んでいる。床と物体の動摩擦係数を0.50とする。このとき、ロープを水平に対して30°だけ上向きに引く場合の仕事率Pを求めよ。 です。 おそらく、P=Fvという公式を使うんだと思いますが、Fの値が求まりません。 どうしたら、Fが求まりますか? 答えはP=38Wらしいです。 回答よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
回答ありがとうございます。 参考にして解いたら、後輪駆動の方が加速度が大きくなりました!