リニアモーターカーの急停止

質問

リニアモーターカーの進む原理は、磁石のＮＳの反発である、と小学生の時に科学系の学習雑誌で見ました。

　それはそれでいいのですが、その原理から考えて、（乗っている人の安全面を全く無視すれば）最高速・・・たとえば時速500キロからでも、急停止ボタンを押した場合、一瞬で完全に停まる事が出来るのでしょうか。

　なお、実際に停車する時の仕組みは、前の質問でもあったので、それで納得しています。

　停車ボタンを押した『瞬間に』完全停車できるか、という事です。
　まあ、そんなボタンは危険すぎて作らないでしょうが、構造上の観点から教えてください。

　よろしくおねがいします。

回答No.4

arumagiro · ベストアンサー

実際は不可能でしょうが、電磁石にそれほどのパワーを発生させる事が出来れば、可能かと思います。

運動する物体にはエネルギーがありますので、それに等しいエネルギーを相殺する方向（この場合進行方向と逆ですね）に与える事が出来れば、瞬間停止が出来るかと思います。

運動中の物体は、その質量と速度にエネルギー量が比例すると思いますので、それほどのエネルギーを電磁石が発生させる事は難しいかとは思いますが。

また車体を構成する構造物がそれほどのエネルギーに耐えられるかと言う問題があります。

エネルギー量に関しては難しいのでわかりませんが、例えば10円玉を光速まで加速させてぶつけると、核兵器以上のエネルギーが発生すると聞いた事があります。
（アインシュタインの理論になってきますが）

補足

エネルギーを相殺させる方向にエネルギーを加えるのではなく、あくまでも、磁石の極を逆にするだけの場合を想定しています。
　でも、４人の方のお答えを聞いていると、どうやらそれだけでは『瞬間急停車』は無理みたいですね。

回答No.8

KIT-SSA

停止している状態から「一瞬」で500km/hに加速できるリニアモーターが存在すれば、500km/hからでも、急停止ボタンを押した場合、「一瞬」で完全に停まる事が出来るはずです。
すでに出ていますが「加速にかかる時間と減速にかかる時間はほとんど同じ」と考えればいいと思います。

お礼

回答ありがとうございます。
結局、私の言っている事は無理なのですね。

回答No.7

terra5

まず、現在の物理の論理ではどんな力を持ってきても速度を瞬間(0秒)に変化させることはできません。
必ず時間がかかります。

さて、停止には加速するのと同じだけのエネルギーを全く逆の向きに加える必要があります。
使える力が同じなら、加速と同じだけ減速にも時間がかかります。

例えば1分で500Km/h加速する力をそのまま停止に使えば、1分かかる計算になります。
時間を半分にするためには、力が倍必要で、
1秒で停止させようと思えば,60倍の力が必要です。
瞬間を0.1秒としても、600倍です。

多分,実際の最大加速性能はもっと悪いでしょうから,
必要な力はそうとうなものになるのは想像つくと思います。

お礼

回答ありがとうございます。
結局は私の言っている事は『無理』なんですね。

回答No.6

ikkyu3

全てに質量がありますから瞬間停止では、大きな慣性による力が生じます。
各部の締結部品の強度の設計では、瞬間停止での強度で設計をしませんので、磁力が非常に強かったとしても止まるのは、モーターだけとなるでしょう。
モーターを現場に残して、それ以外の車両の部分や乗客は、走行していくでしょう。
なお、すべての締結部の強度を瞬間停止を前提に設計したとすると瞬停できるかというと、やはり磁力が慣性で生じる力に対しては、全く及ばないと思います。
慣性での力は、有限ですから、質量と速度を決めて、瞬間停止ができるように磁力も大きく設計すれば、完全ではないですが、リニヤーモーターの極１個分で停止できるといえるでしょうか。モーターだけで車両が一杯になるかもしれませんが。

お礼

回答ありがとうございます。
結局は、『無理』っていう事なんですね。

回答No.5

paradiso

たとえば電磁石の筒の中を浮くように走っていて、なおかつ質量×速度を上回る電磁力であれば可能だと思います。

現行のリニアモーターカーでは接地面（電磁石の影響のある面）が少ないので、かなりの電磁力が必要になるかと思われます。でないと、底面だけは停まっても、上の車両がスポーンて飛んでいってしまうかも。
かなりの電磁力というのは、天井までも吸い付けるほどの力です。

お礼

回答ありがとうございます。
結局は、『無理』って事なんですね。

回答No.3

ARC

互いにくっつきあっている磁石でも、力をかければ引き離せますよね。
リニアモーターカーも同じで、Ｎ極とＳ極が対になるように最大限の磁力をかけても、『瞬間に』完全停車などしません。
慣性(動いている物体がそのまま動き続けようとする力)が働くため、電磁石の力などあっさりと振り切ってしまいます。

第一、一瞬で完全停車などしようものなら、中に乗っている人は時速数百キロで前の座席に叩きつけられますよね。
誰も電車いっぱいの肉団子なんて見たくありませんから、仮にそのような物理法則を超越した機械が作れたとしても、それをリニアモーターカーに取り付けようと思う人はいないでしょう。

お礼

理論上の話なので、乗る人の安全はこの際無視して構わないのですが、慣性の法則の方が磁石よりも圧倒的に上ということなのですね。

回答No.2

westpoint

瞬間で止まろうと思うと、壁にでもぶつけるしかありませんね・・・(^^;)

中に乗っている人の安全を気にしないのであれば、補助タイヤを接地させて急ブレーキをかければ5～600m程度で止まれるのではないかと思いますが。

鉄の車輪ではなくゴムタイヤを使っているはずですから制動力は強いでしょうね。バーストも気にせず一気に制動をかければ、従来の鉄道車輌よりは短距離で止まれると思います。

補足

理論上の話なので、乗客の安全は全く無視して構わないのですが、電磁石を最大パワーにしても、同じく電磁石で動いている時速500キロの物体を止める事はできないのですね。
　磁石の極を逆にするだけで瞬時に停まれそうな気がしていたんだけどなぁ・・・。
　甘かったようです。

回答No.1

jingilu

瞬間には止まれません。
新幹線もそうですが、数kmは走ってしまうでしょうね。

もっとも、ほとんどがトンネル区間になると言われているリニアですから、非常停止が必要な事態がどういうときなのかですね。

現状の試験車両もそうですが、運転士が乗っているわけではなく、センターでの集中コントロールですし。

お礼

数kmですか・・・。
　理論上の話なので、乗客の安全は完全に無視して構わないのですが、慣性の法則の方が強い、という事なのですね。

　磁石の極を逆にするだけで、瞬時に停まれそうな気がしていたのですが、甘かったようですね。