計算上の負荷重量は？

質問

猫が使う為のステップを、壁に取り付けようと思っています。

猫の体重は約7kgです。
高さ50cm、水平距離10cmの、斜め下に飛び降りた時、ステップ（壁に取り付けた、棚の様な形状）には計算上ではどれくらいの重量がかかるのでしょうか？
物理、算数、数学は全くダメだったので、さっぱり分かりません。
どうか、教えてください。

回答No.2

ohkawa3 · ベストアンサー

50cmの高さから飛び降りると、棚の上に着地する際の鉛直方向の速度は、およそ3.1m/sになります。（この値は、自由落下の計算結果です。）
足先が着地した瞬間から、体全体が静止するまでに、どの程度の時間が掛かるかで、衝撃的に加わる力の大きさが変化します。

静止するときの加速度（減速度）は、次のように求められます。
　0.05sで静止すれば、3.1m/s÷0.05s＝62m/s^2
　0.1sで静止すれば、3.1m/s÷0.1s＝31m/s^2
　0.2sで静止すれば、3.1m/s÷0.2s＝15.5m/s^2

猫の体重（5kg）に上記の加速度（減速度）を掛けると衝撃力が求められます。
　0.05sで静止すれば、5kg×62m/s^2＝310 N≒32kgf
　0.1sで静止すれば、5kg×31m/s^2＝155 N≒16kgf
　0.2sで静止すれば、5kg×15.5m/s^2＝77.5 N≒7.9kgf

上記のような計算結果ですから、猫の体重の数倍程度の力が棚板に加わると想定すればよさそうに思います。

猫は、自分自身の体にかかる衝撃を少なくするために、できるだけ時間をかけて体を静止させるような動作をする性質が備わっていると思います。

お礼

丁寧に説明して頂き、本当に有り難うございました。
良く分かりました。

回答No.1

f272

斜め下に飛び降りた時というのがイメージできません。どこか上のほうからそのステップの上に飛び降りてくるのか，それともそのステップの上から横(斜め上?)方向に飛び出し空中で斜め下に向きを変えるのか？

お礼

お忙しいところ、本当に有り難うございました。

補足

すみません、説明が下手でした。
この画像の（画像で言えば）、左手上側から、飛び降りて来ます。
宜しくお願い致します。