落下衝撃荷重の計算式
- 固定されているものが地面に落ちた衝撃で外れる時の荷重を計算する方法について説明します。
- 落下衝撃荷重を計算するためには、物体の質量と落下する高さ、および固定されているものの強度が必要です。
- 一般的には、荷重 = 質量 × 重力加速度 × 落下する高さという式が使用されます。
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落下衝撃荷重
箱の中で固定されているものが、高さ200ミリの位置から落下して、地面に落ちた衝撃で固定されているものが外れる(上方向に飛び出す)時の荷重を計算するにはどういう式を使えばよろしいでしょうか？
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何だか？？な内容の記述がありますが、少し判り難いと思いますが、 箱の中の固定物が、鉄球とゴム球では、跳ね上がり高さが異なります。 これは、球が壊れない前提での弾性エネルギー蓄積による反力となり、 一律力積の時間1/100～1/1000秒で一定とか、一律重力で…だと、 簡単ですが、それこそ鉄系の球体に限定してしまいそうです。 なんだか？？？？です。
似たような質問が良くあります 大体の人が理解で来てないです 基本的に高校の物理（中学だったかもしれません）です 重力による加速なので衝突した瞬間の速度を求める それが速度０になる時間を求める これは構造によって変るので正確な時間は実験でしか求められない ので 1/100～1/1000秒と推測して求める 後は重力で割れば 力は出ます 回答１の内容と同じです 回答2はエネルギーに一度変換してますが 結局のところ停止時間が不明瞭(構造によって変る 鉄の塊本当に単純な形状でしか求められない） 再度力に変換するので あまり無意味です kgとkgfは違うこと kgf の ｆの意味が理解できてないとこの辺はまったく理解できません その場合もう一度物理を勉強しなおしてください
先ず、固定物が地面に落ちた時の速度を求める事が必要です。 これは、高校の物理で習っています。以下がURLです。 http://laboratory.sub.jp/phy/01.html その中の“速度と距離に関する公式”から、V2－Vo2＝２ａSにて計算し、 V；地面に落ちた時の速度（m/sec）、Vo：初速度で 0m/sec、 ａ：加速度で今回は重力加速度の9.8m/sec2、S：距離で200mm ⇒ 0.2m V2＝2×9.8×0.2、V＝√2×9.8×0.2≒1.98m/secを求めます。 次に、前述のURLで物体のエネルギーを計算して、固定物が壊れない （エネルギーが全て固定物の弾性エネルギーに換算された）条件で 計算すると良いでしょう。 エネルギーの換算は、以下のURLも参考にして下さい。 http://www.terrabyte.co.jp/gatten/article_dyna_im/999.png 衝撃による構造挙動の考え方の1.2.3.を確認して下さい。 そして、速度は前述で求めた1.98m/secにて計算して下さい。 最後に、固定物の弾性率（バネ定数）をサイトで確認しますと 飛び出す力が出てきます。 また、速度も計算が可能で、固定での損失を考えない場合、 幾らの高さまで上がるかも算出が可能です。
素人が失礼致します。 物体に加わる力を求める基本は，運動方程式：ｆ＝ｍ・ａです。 お問い合わせの内容は，重力加速度で，200mmの距離を等加速度運動して ある速度ｖに達した物体が，地面に衝突して速度がゼロになるときに 物体に掛かる力ｆを求めようとしていると思います。 物体の質量ｍと衝突直前の速度ｖは既知ですので，どれだけの時間掛かって 速度がゼロになったかが判れば，衝突時の加速度ａが求められて，ｆが計算 できることになります。 残念ながら，与えられた条件だけでは，どれだけの時間掛かって速度がゼロ になるのか時間を求める要素が与えられていません。箱の中の緩衝材の バネ定数のような情報が与えられれば，速度がゼロになる過程をモデル化 することができて，衝撃力が計算できると思います。 なお，地面に衝突時に物体に掛かる力は，地面を押す方向（下向き）ですの で，箱の上方に飛び出す力にはなりません。 速度がゼロになる過程で，緩衝材が圧縮されてエネルギーを蓄え，そのエネ ルギーが物体を上方に押し上げる力となり，物体を上方に加速することで 上向きに飛び出そうとすると思います。 緩衝材が損失の少ないバネ性を持っていれば,上記のように上向きに飛び出 そうとするでしょうし，緩衝材が適度な損失を持っていれば，押しつぶされて いく過程でエネルギーを消費して反発力は少なくなるでしょう。 上向きに飛び出す力を求めたければ，緩衝材の損失（圧縮されるときにエネ ルギーを吸収する特性値）の情報も必要と思います。
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