トンカチの柄の役割

質問

トンカチの力の原理を教えてください。
トンカチの柄の部分の働きは物理的にいうとどういう役割ですか？

トンカチの金属部分だけで、釘を打つ場合と、普通に柄をもって釘を打つ場合は、明らかに後者の方が力が入ると思います。
同じような運動なのに、なぜ違ってくるのでしょうか？
各運動量とかは関係あるんでしょうか？

また、トンカチの金属部分を強いひもなどで縛って振り回すように使う場合と、普通に柄をもって使う場合は原理は変わってくるのでしょか？

回答No.3

fifaile · ベストアンサー

柄の長さで先端の角速度がかわり、エネルギー量も変化します。
エネルギー量はインパクトの強さですから、
柄を長くするごとにインパクトを強くできます。

慣性モーメントについて勉強してみるといいです。

お礼

ありがとうございます。
もう少し慣性モーメントについて教えていただけないでしょうか。
人がトンカチにする仕事は、柄がないときに比べ、当然大きくなりますよね？

回答No.5

ousa

ANo.1です。

＞ストロークが長くなり動作に掛かる時間は変わらない

距離が長くなり要した時間が変わらない・・・速度が速くなってる。

トンカチの質量が同じなら速度の比の２乗分衝撃が大きくなります。
速さが３倍なら衝撃は９倍になります。

http://images.google.co.jp/imgres?imgurl=http://www.jaf.or.jp/qa/ecosafety/careful/image/careful09_01.gif&imgrefurl=http://www.jaf.or.jp/qa/ecosafety/careful/09.htm&h=266&w=400&sz=29&hl=ja&start=37&um=1&tbnid=9ONoeJNJwyLN8M:&tbnh=82&tbnw=124&prev=/images%3Fq%3D%25E8%2587%25AA%25E5%258B%2595%25E8%25BB%258A%25E3%2580%2580%25E9%2580%259F%25E5%25BA%25A6%25E3%2580%2580%25E8%25A1%259D%25E6%2592%2583%25E3%2580%2580%25EF%25BC%2592%25E4%25B9%2597%26start%3D21%26ndsp%3D21%26um%3D1%26hl%3Dja%26rlz%3D1T4DAJP_jaJP269JP269%26sa%3DN

お礼

ありがとうございます。
速度の２乗に比例するだけで片付くものなのでしょうか？
別の回答にある「モーメント」とはどういう関係なのでしょか？

回答No.4

keer

柄はインパクトの瞬間に発生する衝撃を緩和する役割もありますね、全く衝撃を緩和してくれなかったら手がしびれます。

お礼

ありがとうございます。
柄ではなく、ヒモだともっと衝撃が緩和されますね。

回答No.2

rimurokku

柄の長さに比例して大きく動かすことが出来るからでしょう。
しかし、柄をす水平に動かしたのではせっかく長さのある柄の働きを利用できません。
柄の先を支点にして、円運動をする事によって小さな動きを大きくし、先端の金属部分の速度も早くして大きな仕事をさせる事が出来ます。
ひもを付けて振り回すことはまさにその原理で、正確な動きが確保出来るなり、どの部分でも良いような球体で有れば大きな仕事量が期待できます。

お礼

ありがとうございます。
「大きな仕事量が期待できます」ということですが、人間が手でトンカチにした仕事が同じなら、柄があってもなくても、トンカチがする仕事量は同じですよね？

回答No.1

ousa

ハンマーの柄が水平に打ち落とされるのであれば、柄の働きは安全性の向上の為でしょう。
　しかし、実際のハンマーの動きは落下運動＋円運動でピッチャーと同じくスナップを利かせた動きになります。
　金属部分を持って撃つ場合に比べ、ストロークが長くなり動作に掛かる時間は変わらないので、結果的にインパクトが高く（強く）なります。

　金属部分に紐をつけて振り回すと命中力は落ちますが打撃は強くなるのではないでしょうか？オリンピック競技のハンマー投げは元々はハンマー（柄の付いた）を使った競技だったようですが記録は今とは比べ物にならない位低かった様です。
　以前ビルを壊す時に使われてた重機は、ワイヤーの先に鉄の塊が付いてました。それを振り子の様にして勢い良く柱にぶつけて解体してました。

補足

力の関係はどうなるのでしょか？
直線運動と円運動ではどう違ってくるのでしょか？