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助力を得る回転体から得られる運動エネルギー
- 回転体から得られる運動エネルギーを求める際、風力による助力を考慮する場合、エネルギーの計算方法はどうなるのか?
- 風力による助力を与えながら回転体を減速させる場合、回転体から取り出せるエネルギーはどのように算出されるのか?
- 風力が弱い場合でも、回転体を回し続けることはできないと仮定しつつ、回転体のエネルギーを計算する方法はあるのか?
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こんなことがわからなくて困っています。どこか間違っていることは確かです。大至急教えて下さい。 今質量mのボールがvの速度で等速運動をしているとします。 その運動線上にやはり質量mのボールが静止しています。 やがてこれらは衝突し、二つのボールは1/2vの速度で運動します。これは運動量保存則からこうなります。ところが、エネルギーを考えると、 初めのボールのエネルギーは 1/2mv^2 あとの2つのボールは速度が1/2になるので各々の持つエネルギーは1/8v^2 2つを足してもエネルギーはもとの半分にしかなりません。 こういう場合どう計算すればいいのでしょうか?
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運動エネルギーは速度の2乗に比例する 運動エネルギーは速度の2乗に比例するといいます。そこで、エネルギーが4倍になる例を挙げるので正しいか教えてください。 1、回転しているモーターの回転数を2倍にする。 2、動いているピストン式エンジンの回転数を2倍にする。 3、動いているピストン式圧縮機のピストンの往復速度を2倍にする。 問題は3でピストンの往復速度を2倍にしても仕事量は2倍にしかならないからエネルギーは4倍にはならないと言われました。もしそうならなぜそうなるのか説明をお願いします。
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物体A(半径=rの球体で質量m[g]速度v[m/s])が空気中を水平に移動し静止している物体Bに当たった時のエネルギー量を[J/cm^2]で表すにはどう計算すれば良いものでしょうか? 運動エネルギーE[J]=(m・v^2)/2なら分かるのですが、[J/cm^2]っていうのは圧力ですよね?ということは、[J/cm^2]のJは運動エネルギーのJとは別の計算になるんでしょうが。。。 数年前に高校物理を流した程度の脳味噌では解決できませんでした。 どなたか噛み砕いて教えて下さい。お願いします。
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お礼
hitokotonusi様 どうもありがとうございます!m(_ _)m なるほど理解いたしました。 この度は貴重なお時間を割いてご丁寧にアドバイスくださり 誠にありがとうございます。 となりますと何か、トルクを監視する物が必要になりそうでございますね。頑張ります^^ あと、ご提示いただいた式を用いまして、(a)と(b)それぞれで dWout/dt = Nout(t)ω(t) Wout = ∫Nout(t)ω(t)dt を計算してやって、これらの(a)(b)間での差を見るのでも 良いのかな(?)などと考えました。 実験データと取ってみて比較してみます。 やはり力学分野の問題は面白いですね。^^ この度はご親切に誠にありがとうございました!!m(_ _)m