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4輪駆動と２輪駆動
自動車の模型があります。 ぴんと張ったゴムを後輪の車軸にまきつけ、ゴムが戻ろうとする力によって、後輪が回るものです。 よく、タイヤを下につけたまま少しバックさせて手を離すぜんまい仕掛けのものでも構いません。 このとき、機関車のように、前輪と後輪を棒でつなげ、後輪の力が前輪にも伝わるようにすると、後輪だけだったときに比べて、走り方がどう変化するかを考えます。 解答は、「動き出し方も、その後の進み方も速くなる」ということですが、このときの発進に必要な力の量なのですが、4つの車輪を同時に回さなければならない分、多くの力が必要になるということはないのでしょうか？
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四駆と二駆の重量が変わらなければ同じ力だと思います 四駆にする為に部品を追加して重量が増したり もう二輪に動力を伝える部分に摩擦などのエネルギーロスがあれば 多くなると思います もっと厳密に考えるなら 正確な重量や加速度等が必要になるのでは？
その他の回答 (2)
動き出し方も、その後の進み方も速くなる理由はタイヤの滑りが少ないからです。 実際は前後を結ぶ駆動シャフトやギアのロスを考えると不利な面も有りますがそれを無視出来るほどタイヤの摩擦の差は大きいと言う訳です。 ただしタイヤと路面の摩擦が充分大きく全く滑らないと仮定すれば２輪駆動のほうが早いと思います。
お礼
詳しいご説明ありがとうございました。
- opechorse
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前提条件どおりだと 4輪駆動も2輪駆動も1輪駆動も一緒になると思われます 車体にかかる力がすべて速度エネルギーになる仮定ならば 同じエネルギーを加えたら同じ速度になります それを踏まえて今回の質問ですが 1輪が転がり運動で使用できるエネルギーは車輪のスリップによって 上限があります 今回の質問において、ばねの力が相対的に小さくて 車輪をスリップするに至らない場合 速度は2駆も4駆も同じになると思いますが ばねの力が十分強い場合 4駆のほうが、2駆に比べて2倍の力を伝えられるので 速度が速くなると考えられます
お礼
詳しいご説明ありがとうございました。
補足
ありがとうございます。 もちろん、地面との摩擦、タイヤの重量などは無視して考え、動力エネルギーはすべて車が前へ進む力に変えられるものとします。 しかし、なぜ、4駆にしてもエネルギーが変わらないのでしょうか？ 出足が良くなる分、何か失うもの（その分エネルギーが多くかかるなど）があるような気がするのですが・・・。 当方理数系にはとても弱い人間ですので、よろしくお願いします。