衝撃と「Ｇ」

質問

物体が衝突したときの衝撃を「Ｇ」で表記するのは、
そのとき物体が受ける最大の加速度を意味する、
というところまでは、調べてわかったのですが・・・

たとえば２Ｇの衝撃というのは、
具体的に、どんなときの衝撃・・・
たとえば、何ｍの高さからモノを落としたときの衝撃、とか、
時速何ｍ／ｈで衝突したとき、とか・・・
にあたるのでしょうか。。？

回答No.1

noname#40706 · ベストアンサー

衝撃の大きさを数値で表すことは意外にむずかしいのです。
たとえば、１０ｍの高さから飛び降りた場合、

下がコンクリートであれば、大けがは避けがたいでしょう。

下が、トランポリンのネットであれば、けがはしないですむでしょう。

衝撃の大きさをＧという文字であらわすのは、重力加速度ｇ（９．８ｍ／ｓ＾２の加速度）に由来します。

では、１Ｇとはどんな加速度かというと、先ほど述べた９．８の加速度です。

これでは何のことかさっぱりでしょう。

先ほどのコンクリートとトランポリンで考えてみましょう。このちがいは、足が地面についてから、体が止まるまでの距離が長いか短いか、の差です。

別の例で説明しますと、１ｍの高さから地面に飛び降りたとき、忍者のように膝を曲げて、ふわっと着地したら大丈夫（全体が止まるまでに体の半分ぐらいの長さが短く？なってますね）、足を硬直させて、どしんと落ちたら、膝の骨折間違いなし、ということです。

ある高さから落ちた物体が地面に衝突する速さ、は
高校程度の物理で求められますので、それを使って考えてみますと、

落ちた距離／止まるまでに体が縮んだ距離

この数値がＧの倍数となります。
例

１ｍ落ちて、地面が１ｃｍへこんだ、あるいは物体が１ｃｍだけ縮んだときは・・・・１００Ｇです！

１ｍ落ちて、トランポリンの網が１ｍ下がったときは・・・１Ｇです！

こんな訳ですから、何ｍから飛び降りたら何Ｇ、とか、時速何ｋｍでぶつかったら何Ｇとかいうことは、いえないのです。

ただ、経験的・実験的に１０Ｇならば、即死、とか１０Ｇまでは肉体的に耐えられるとか、の数値はあると思います。残念ながら私は詳しくありませんので、別の方の回答を期待してください。

参考URL：

http://www2s.biglobe.ne.jp/~ken-ishi/impact.htm

お礼

衝突の時の状況で衝撃のＧが変わるとは想像していましたが、
なるほど・・・こういうコトになるのですね。。
大変詳しい説明、ありがとうございました！

回答No.2

Mr_Holland

衝撃と落下距離との関係は＃１さんの言われるとおりです。
　また、衝撃と速度との関係も沈下した距離によって表されます。
　　（衝撃）[G]＝(速度)^2／｛2×(重力加速度:9.8m/s^2)×(沈下距離）｝

　人体と加速度の関係で言えば、訓練をした人間の場合は、概ね9Gが意識を保つ限界といわれています。
http://www.mhi.co.jp/nasw/tokusyu/pilot/index_3.html
　これ以上になると、意識喪失、心停止、肉体的破損という状況にいたります。これらの状況になる数値はあいにく知りませんが、100Gともなれば人体から皮膚や筋肉・内臓などの柔らかい組織は骨から剥がれ落ちることになるでしょう。
　一方、ものの耐衝撃性に関して言えば、かなり高い衝撃まで耐えられるようです。例えば、鉛筆をしっかり持って机の角に叩き付けたとしましょう。軽く100～200Gは出ることでしょう。軽いものであれば、この程度の衝撃は手で簡単に作ることができます。そのため、日常的に使うものの耐衝撃性はかなり高いところで作られていることが多いようです。

お礼

計算式、ありがとうございました！
衝撃って、意外と大きなモノになるのですね。。
大変参考になりました！