ド忘れでどうやって解くのか忘れました（汗）

質問

時速４０キロでバイクで走行中、余所見をしていて急に壁にぶつかりました。
その人の体重は６０キロです。
その人の受ける荷重？はどの程度なのでしょうか？

また、同様の条件で、２ケツをしていて、後ろの人は６５キロです。
前にいる人が受ける荷重はどの程度なのでしょうか？

簡単な計算式があったはずなのに、思い出せず…。
色々な摩擦抵抗などは考えず、６０キロの鉄球が時速４０キロ→０キロになったときに壁に与える衝撃は？と２ケツの場合は、少し違うのかな？

できれば「算数」的に教えて頂ければ。

回答No.6

shuu_01

バイクで２人乗りって密着感がたまらないですよね

バイクの免許をとる時、教官の後ろに乗って、密着させられた時、「免許なんか要らない！」 と死ぬほど後悔しました

僕は１人でバイクに乗っている時、「いつ死ぬかわからない」 という覚悟で乗ってます

以前、コーナーを責めて砂で転倒した時は、ズボンと皮膚の１部が摩擦で消失しました

２人乗りしてる人って、「いつ心中してもよい」って覚悟で乗ってるのかな？

回答No.5

shuu_01

運動方程式　質量×加速度 ＝ 力

というのがあり、地上では常に下向きに重力の加速度がかかっています
質量の大きい ＝ 太った彼女は車のシートを押す力も靴の底にかかる力も大きく、シート、靴は速くへたり、運動すると膝など痛めやすいです

２人の人間が重なった場合どうなるかと言うと、人間ピラミッドなど、１番 上の人間は自分の体重の重力だけ手・足にかかり、上から２番目は２人分、、、でなくて、１．５人分、３番目の真ん中の人は２．５人分、端の人は１．７５人分の重力が手・足にかかります

壁に衝突した場合、どれだけ急に止まったかで力が決まり、瞬間的に止まったとすると無限大の力がかかり、風船などやわらかいものに衝突した場合はフワッとゆっくり止まるので固いものと比べると力は和らぎます（車のエアバッグは急に膨らむので、思いっきりビンタをくらったみたいに痛いそうですが）

ですので、壁がどれだけ固いか、柔らかいかで、力の大きさも変わりますが、自分一人なら自分だけの質量×加速度で済みますが、後ろに太った彼女が乗ってると、（自分＋太った彼女）×加速度の力がかかりますので、ほぼ２倍、彼女が太っていて場太っているほど、事故の衝撃も大きくなります

バイクだけでなく、車の事故でも、後部座席の人がシートベルトしないと、運転席、助手席の人を直撃するので、怖いです
シートベルトしていないと、人間がフロントガラスをぶち破り飛び出すこともありますので、後方から人間ミサイルが飛んでくるようなものですもんね

タイヤ交換のため、後ろにタイヤを乗せた状態で、事故にあうと、時速 40～150km で後方からタイヤが飛んでくることになり、ゾッとします

回答No.4

noname#195146

補足、承りました。#3です。

　力の計算は既に致しました。質量、つまり体重に比例する力になることはお分かりいただけると思います。

　あれは、一人の場合のものですが（二人なら体重を足して一人と考える）、とりあえずダメージということで続けましょう。

　大きさの影響を厳密に考慮するなら、力÷断面積＝圧力で考えたほうがいいと思いますが、大人ということで断面積が一定だとして、力でいいでしょう。

　一人の場合、ダメージは前方の壁との衝突による力になります。これは体重に比例します。二人が密着すれば、先頭の人は二人分の体重での力を壁との間に生じます。

　ですので、まず壁との衝突では、後部座席の人の体重も加わってしまいます。(60+65)/60≒2.1倍のダメージとなります。

　これだけで終わりません。後部座席の人は前の人と衝突します。これは人体の硬さが充分あると考えれば（人体の厚さ程度では、40km/hでも大したクッションにはならない）、自分一人が壁に衝突したのと同じです。

　しかし、作用反作用があります。それと同じ大きさで、反対向きの力を前の人は受けてしまうことを忘れるわけにはいきません。これが、65/60≒1.1倍あります。

　この状況は、前の人基準でいば「壁と後部座席の人に挟まれてプレスされる」わけです。

　それを合計すれば、およそ2.1+1.1＝3.2倍のダメージとなります。

　ここまでの計算を、前の人が質量m、後部座席の人がMだとして、ダメージが一人乗りのときの何倍になるのか、公式化してみます。

　(m＋M)/m＋M/m
＝1＋2M/m

となります。第2項の係数が2、つまり2倍である点は留意すべきでしょう。

　後部座席の人が前の人と同じ体重なら（M＝m）、ダメージは一人のときの3倍になります。

　半分の体重でも（M＝m/2）なら、ダメージは2倍あります（1.5倍でばいことは要注意かも）。

　もし2倍なら（M＝2m）、5倍ものダメージになります（ま、まあ普通はそんなことはないでしょうけど）。

回答No.3

noname#195146

物理学ですね（ニュートン力学）。でもお示しの条件だけでは解けません。

　減速が一定の加速度と仮定できるとしても、速度が時速40キロから時速0キロになるまでの時間か距離がなければ解けません。

　仮に0だとすると（距離が0なら時間も0、逆もまた然りなので、どっちと問う必要はない）、かかる力は無限大になります。

　速度v（これは既知とする）が0になるのに要する距離Lや時間tが0でないとして、質量mの物体が一定の加速度aで減速・停止する場合、かかる力Fの求め方は以下のようになります。

１．停止に要する距離Lが分かる場合（Lが既知）
　力FでL進むのに使われる仕事（＝エネルギー）はFL、一方、衝突前の運動エネルギーは(1/2)mv^2で、その二つが等しくなるので、

　FL=(1/2)mv^2
∴F=:(1/2)mv^2}/L

２．停止に要する時間tが分かる場合（tが既知）
　衝突前の運動量mvが0になり、その変化は力Fと時間tの力積に等しいので、

　Ft=mv
∴F=mv/t　―(1)

【おまけ的】３．加速度aが分かる場合（aが既知）
　速度vに対して、加速度aで時間tでの減速により速度0になればいいので、

　v-at=0
∴t=v/a

　停止時間が分かったので、(1)を使えば、

　F=mv/t=mv/(v/a)
∴F=ma

　もちろん、最も基本的なニュートン力学の式に帰着します。

補足

そうですね。
物理学です。

「質量」がいまいち分からないのですが、
同じような転倒事故を立て続けに起こし（不運にも）、２回目の方が明らかにダメージが大きいです。
正確には、正面衝突ではなく、転倒しているので摩擦抵抗やカンセイの法則がどの方向に向いているのかは
定かではありません。

しかし、運転者として後ろに乗っていた彼女に
「あなたはこの体重だから俺は生身でこれくらいの衝撃を受けたことと同じ＝痩せなさい」
と言いたいのです。

私は理数系の学部を出ていますが、彼女にそのまま説明しても恐らく「？」でしょうから
簡潔に説明したいのです。

無理を言って申し訳ありませんが、宜しくお願いいたします。

回答No.2

ybnormal

算数的に考えるなら運動量と力積で十分。

M*V1 - M*V2 = F*dt

V1が0km/h、V2が40km/h, Mはバイクとライダーの質量。dtをどのくらいにするのがいいのかわからないが、適当に１０００分の1秒くらいでいいんじゃないでしょうかね。

回答No.1

madausa

数学というか物理学ですね。

たぶん計算式っていうのはニュートンの法則（第2）のF＝maです。
衝撃力F、質量ｍ、加速度a
ｍはバイクの重量+2人の体重です。
前にいる人だけが受ける力を計算するには情報不足です。壁の反発が100パーセント、バイクと人間の密度が同じ、その3つが完全に一体となってぶつかる、とすればF×質量に占める割合です。

補足

そうですね。
物理学です。

「質量」がいまいち分からないのですが、
同じような転倒事故を立て続けに起こし（不運にも）、２回目の方が明らかにダメージが大きいです。
正確には、正面衝突ではなく、転倒しているので摩擦抵抗やカンセイの法則がどの方向に向いているのかは
定かではありません。

しかし、運転者として後ろに乗っていた彼女に
「あなたはこの体重だから俺は生身でこれくらいの衝撃を受けたことと同じ＝痩せなさい」
と言いたいのです。

私は理数系の学部を出ていますが、彼女にそのまま説明しても恐らく「？」でしょうから
簡潔に説明したいのです。

無理を言って申し訳ありませんが、宜しくお願いいたします。