• ベストアンサー

Q物体Bが物体Aに衝突した時の衝撃は？

Q物体Bが物体Aに衝突した時の衝撃は何kg(N)でしょう？ 物体Bの ・進む速さ＝時速250km ・質量＝1kg(10N) ・尖った先端部分の面積＝1cm2 ※空気抵抗や摩擦などは無いものとする。 物体Aは 静止しており、動かないものとします。 最も分かりやすい回答の正解者には250知恵コインを差し上げます。

画像を拡大する

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
noname#195146
noname#195146
回答No.1

　衝突の緩和時間（衝突開始から終了までの時間）、あるいは衝突による双方の物体の変形などを設定しないと、おおざっぱな計算ですら、やりようもありません。 　たとえば、物体Bがどれだけ軽くても、どちらも変形がない、あるいは衝突が一瞬（経過時間0）であれば、かかる力は無限大になります。 　おおまかな計算は、たとえば以下のようにできます。 　物体Aを変形しない壁と仮定し、物体Bの質量をm、速度をvとし、壁に垂直に衝突するとします。衝突における力が一定のFになるとします（衝突断面積に無関係なことに注意）。衝突後、物体Bは静止するとします。 １）緩和時間がΔtと分かる場合 　力積と運動量の関係は、mv=FΔtであるので、F=mv/Δt。 ２）衝突で物体Bが衝突方向に長さΔL縮むと分かる場合 　運動エネルギーと仕事の関係は、(1/2)mv^2=FΔLであるので、F=(1/2)mv^2/ΔL。 P.S. 　もし物体Bが同じ速度で跳ね返されるとすると、かかる力Fは2倍になります。 　貫通してしまう場合は、貫通後の物体Bの速度Vに依存し、力Fは物体Bの速度をv-Vとすればよいです。 　衝突時の圧力Pは衝突における断面積が一定のSだとすれば、P=F/S。

nnjapan
質問者

お礼

Yahoo知恵袋でも同じ質問をさせえいただきました。 問題は不十分な点がありました。申し訳ございません。 すごくわかりやすい回答をありがとうございます。

  1. カテゴリ
  2. 学問・教育
  3. 自然科学
  4. 物理学

関連するQ&A

  • 二つの物体の衝突

    　二つの物体が衝突したときの衝撃度が知りたいです。物体Ａが時速100キロで止まっている物体Ｂに衝突したときの衝撃の大きさを測る方法を教えてください。二つの物体の質量はどれくらいでもいいです。できればわかりやすくお願いします。

  • 物体が壁にぶつかる衝撃力

    質量1gで20Nで潰れてしまう物体が、壁に衝突するときの衝撃力が知りたいです。 時速120kmで壁に向かってぶつかる時の衝撃力は 衝突後の速度を0とすると、　 v1:衝突前速度、v2:衝突後の速度、t:衝突時間 F =　(mv2 - mv1) / Δt = (0 - 1×33.3)/　0.01 = 3300 g m/s2 = 3.3kg m/s2 でいいのでしょうか？ 衝突時間の考え方も良くわからず… 教えてください！

  • ばねの付いた物体との衝突について

    次の問題がわかりません。 どなたか解説をお願いします。 水平な台の上に質量Mの物体Bが置かれている。 この物体Bは、ばね定数kのばねで質量M'のおもりCにつながれている。 はじめ、このばねは自然長の状態にある。 質量mの物体Aが速度voで台を滑り、物体Bと完全非弾性衝突をして、 一緒になってばねを押し縮めた。 その後、ばねの反発によって逆向きに戻り始めた。 ばねが自然長の状態に戻ったとき、物体Aと物体Bは お互いに力を働かせあうことなく離れた。 おもりCは物体Aと物体Bの動きにともなって移動することはなかった。 物体Aおよび物体Bと台の表面では摩擦は生じない。 おもりCと台の静止摩擦係数をμとする。 物体Aが物体Bと離れるときの物体Aの速さを求めよ。 衝突直後の速さは出せたんですけど、その後が…。 よろしくお願いします。

  • 2物体の衝突

    問題文 質量mの物体Aに初速度を与えて、質量Mの物体Bに衝突させたところ、衝突後のA,Bの速度はこれこれになった。 ふと思ったのですが、床に二つの球が描かれている図が問題文の横にありますが、球と床間は滑らかで摩擦力が働かないことを前提としているのでしょうか。ただ、滑らかだという条件は問題文にありません。もし摩擦力という外力が働いたら、運動量保存則は適用できなくなり、問題が解けませんよね。 どなたか教えてください。

  • 物体の衝突の問題

    「摩擦のない面の上を左から質量ｍの物体Aが速度ｖ（1）で近づいてきて、その面の上においてある質量Mの物体Bに衝突しました。物体Aは衝突後、静止しました。衝突直後の物体Bの速さｖ（2）をｖ（1）を用いてあらわしなさい。」という問題で、私はエネルギーの保存から ｍｖ（1）＾2/2＝Mｖ（2）＾2/2で ｖ（2）＝ｖ（1）√（ｍ/M）としたのですが、 解答は運動量保存から ｍｖ（1）＝Mｖ（2）で ｖ（2）＝（ｍ/M）ｖ（1）となっていました。 私の考えはどこが間違っているのでしょうか。 高校生にもわかるように説明してください。

  • 物体Ａ（質量500ｋｇ）がＸｍ/ｓの速度で移動中物体Ｂと衝突し、逆向き

    物体Ａ（質量500ｋｇ）がＸｍ/ｓの速度で移動中物体Ｂと衝突し、逆向きに7ｍ/ｓの速度で跳ね返された。 物体Ａが受けた力の大きさが10ｋＮ、衝突時間が1秒だったとき衝突前のＡの速度Ｘは何ｍ/ｓか？ 摩擦抵抗その他外力は考えないものとする。 どなたか求め方、使用する公式など教えていただけませんか？

  • 物体衝突時の力積

    問１　５００kgの物体Ａが速度１０m/sで東に向かって運動していた。 そのとき、後ろから質量１５００kgの物体Ｂが速度３０m/sで追突し、合体した。衝突後のＡとＢの速度を求めよ。またこの衝突によってＢが受けた力積を求めよ。ただし、東方向を正とする。 問２　問１の衝突が完全弾性衝突のとき、衝突後の物体Ａ、物体Ｂのそれぞれの速度を求めよ。また、衝突で及ぼし合った力積を求めよ。 問３　力持ちの具体的な例を挙げ（ここでは重量挙げ）、それが力積であることを説明せよ。 大学の教養科目のプリントの問題です。講師の説明がいまいち聞き取りにくくてよく分かりませんでした。 もし、分かる方がいらっしゃったなら、ご回答をお願いします。

  • ２物体の衝突

    左からバネ付きの物体Ａ（質量2ｍ）が右側に静止している物体Ｂ（質量ｍ）に向かって速さｖで向かっている。ＡがＢにぶつかってバネが一番縮んだ時の２物体の速さは同じというようにある問題の解答に書いてあったのですが、これはなんでなのでしょうか？ 決まりごととして覚えてよいのでしょうか？

  • 2つの物体が衝突したときの運動

    　「2つの物体（物体Aが速度v1、質量m1。物体Bが速度v2、質量m2。v1<ｖ2）が衝突し同じ速度Vで運動したとき、運動エネルギーは保存されないことを物理的に証明せよ」という問題が、解けずに困っています。 　物体Aと物体Bの運動エネルギーを出したところで、手が止まってしまいました。摩擦力が作用するため運動エネルギーが保存されなくなるのかなとは思うのですが、どのようにすれば証明できるのでしょうか。

  • 等速物体が受ける衝撃力について

    １ｋｇの物体（A）が直線等速（１００ｍ／ｓ）運動をしており、その物体（A)が物体（B)に衝突しました。物体（A)は一部変形しながら、等速運動を続けた場合、物体（Ｂ）が衝突した際に受ける力は、どのように計算すればいいのでしょうか？教えてください。よろしくお願いいたします。

注目のQ&A

カテゴリ

専門家に質問してみよう

職業から探して質問する

あなたにピッタリな商品が見つかる！ OKWAVEセレクト

質問する