コンベヤ上で物体がぶつかった時の力とばね秤の値について
- 質量500gの物体がコンベヤ上を速度15m/minで流れているとき、ストッパにぶつかった時の力を計算する方法について教えてください。
- また、流れる物体にひもを付けてばね秤と結んだ際、ばね秤の示す値は何kgくらいになるのでしょうか。
- お願い致します。
- 締切済み
物理の問題と思いますが・・・
物理の問題と思いますが、、、、、、 例えば、 質量500gの物体がコンベヤ上を速度15m/minで流れているとします。 このコンベヤ上の途中にストッパがあり、ストッパに物体がぶつかった時に、 ストッパにはどれくらいの力がかかるのでしょうか。 F=maでいいのでしょうか。 また、この流れている物体にひもを付けて、ばね秤と結んだ際、 ばね秤の示す値は何kgくらいになりますでしょうか。 宜しくお願い致します。
- 開発
- 回答数6
- ありがとう数5
- みんなの回答 （6）
- 専門家の回答
みんなの回答
＞ このコンベヤ上の途中にストッパがあり、ストッパに物体がぶつかった時に、 ＞ ストッパにはどれくらいの力がかかるのでしょうか？ 回答（４）さんや（５）さんのような考察にて、小生も対応します。 貴殿でも『力積』をネットにて用語検索して、理解を深めてください。 簡単なURLを記しておきますので、確認下さい。 （左の大項目や中項目、小項目にて類似内容が確認できますので要確認） ＞ また、この流れている物体にひもを付けて、ばね秤と結んだ際、 ＞ ばね秤の示す値は何kgくらいになりますでしょうか？ この内容は、吊り下げ用のばね秤又はプッシュプルゲージのプル側を使用して、 ゲージがMAX値でロックするモードで使用するのでしょうか？ （吊り下げ用ばね秤を使用する場合は、ストップウォッチ併用でビデオ録画した方がよい） この場合は、ばね式の緩衝材を使用した内容と同じで、ばね秤に荷重が掛かった時から ばねがMAX伸びた時間を計測し、『力積』考え方でその計測時間で割れ（÷）ばMAX値 が算出できます。 その後は、質量500gの物体×コンベヤ上の摩擦係数＝ にての荷重が掛かって 物体がコンベヤ上を滑っている状態となります。
回答（4）さんの内容に補足します。設計上の衝撃荷重の見積もりには、経験 値を用います。ばねなどを用いて停止時のたわみを推測できる場合は停止時の 加速度が推参できますから、作用力はF=maで求められます。弾性衝突により、 急停止する場合は、力積の式で算定しますが、Δｔは構成する機械の剛性に 依存しますから、それを推定するのは極めて難しいと思われます。 チャンネルフレームを主とする機械ならば、私は目安として Δｔ＝1～1/100secに採っています。
衝撃荷重を求めるには，力積と運動量変化の関係を使います。 ｍΔｖ＝ＦΔｔ ｍ：質量 Δｖ：速度変化，壁にぶつかる場合，衝突前と衝突後の速度の差 Δｔは正確に求めるのは難しいですが、（高速度カメラなど） 硬いもの同士の衝突：０．００１～０．０１秒 ある程度硬いもの：０．０１秒程度 ボールなどの比較的柔らかいものの：０．０１～０．１秒 程度です。 ひもをつけた場合のバネの荷重は、 コンベアが一定速度で動いているのであれば、 コンベアと物体の摩擦力（摩擦計係数）が必要です。 たとえば摩擦が０であれば、バネの伸びはありません。
お礼
ありがとうございました。
直接の回答ではないですがちょっと気になったので。実用工業の世界を高校物理（科学）で解決しようとするような質問が多い。 確かに高校物理で解けるはずですが教科書はあくまでエッセンスであって工学書ではないですから。 微積分も無いでしょ。今の高校は多分。 原理だけでアポロ飛ばないし、自動車も走らない。 科学と工学の間にはとっても深い溝があります。大学４年でも超られない、 現場１０年、２０年かかる世界です。
お礼
ありがとうございました。 参考にします。
＞F=maでいいのでしょうか。 回答(1)さんが、過去の例を示しているので、それらを参考にしてご自身で 計算して下さい。a＝15m/minではありません。“a”の値をどのように求め るかが課題であることを実感して下さい。 ＞ひもを付けて、ばね秤と結んだ際 ばね秤をどこで保持することを想定なさっていますか？ ご所望の“力”を測定するには、ばね秤自体、コンベア上で質量500gの物体 と一緒に動くような支持の仕方を想定しているのでしょうか？ 回答(1)さんは、紐の弾性を指摘なさっていますが、まずは、ばね秤自体の ばね定数を考慮することが必要と思います。 ばね秤による測定は、“F”を実証するために一つの方法として想定した ものと思いますが、そんなに単純ではないと思います。実際に、思った ように測定できるか、やってみることお勧めします。 ばね秤について、整理できていない回答をしてしまったようですが、 お問い合わせになりたいことは、紐にゆとりを持たせてコンベア上に物体 を流し、紐がピーンと引っ張られたとき、ばね秤が指示する値は、物体が ストッパに衝突したときの力に等しいかということでしょうか？ そうであれば、回答(1)さんのお示しの通りで、ばね秤が示す値は、衝突し たときの力よりはずっと少ない値を示すと考えられます。 なぜならば、ばね秤は、ばねが伸びることで力を発生して、与えた力と 釣り合うところを目盛りとして読むものですから、ストッパよりずっと 柔らかに物体の動きを止めることになります。 この性質は、ばねには緩衝作用があると表現してもよいですし、ばね性は、 回答(4)(5)に記載されているΔtを長くする作用があるといってもよいもの です。 結論として、ばね秤では、正しく衝撃力を測ることはできないとお考え頂く ことが適切と思います。 衝突したときの力を実測したいのであれば、できるだけ小さな偏位で力を測 定できるロードセルを使うことがベターと思いますが、ロードセルにもある 程度のばね性がありますから、直接衝突させた場合とは条件が完全に一致 する訳ではありません。 先の回答では、ばね秤をどこで保持するかを補足として質問しましたが、上 記のような内容であれば改めて説明を加えて頂かなくても結構です。私の理 解とは異なることをお問い合わせであれば、ぜひ補足説明をお願い致します。 >>a＝15m/minではありません。 >a=0.25m/s^2 でしょうか。 15m/minは、毎分を毎秒に変換すれば、0.25m/sになります。 0.25m/s^2ではありません。等速運動であれば加速度aはゼロです。 仮に、0.25m/sで動く物体が１秒の減速時間で静止するとしたら、平均減 速度（加速度）は0.25m/s^2です。 0.01秒の減速時間で静止するとしたら、平均減速度（加速度）は25m/s^2 ということです。 言うまでもなく、物体に加わる力Fは、F＝maで求められます。 等速運動から、静止するまでの時間を見積もることが重要であることが実感 できたでしょうか？
お礼
回答ありがとうございました。 >a＝15m/minではありません。 a=0.25m/s^2 でしょうか。 >お問い合わせになりたいことは、紐にゆとりを持たせてコンベア上に物体 >を流し、紐がピーンと引っ張られたとき、ばね秤が指示する値は、物体が >ストッパに衝突したときの力に等しいかということでしょうか？ はい、実はそうです。 物体が、どれくらいの力で引っ張るのか(何kg)を知りたかったです。 ロードセルを実験的に購入するには少々値段が高いです・・・・・
>F=maでいいのでしょうか。 その通りですが 厳密にはF=m(-a) ＜減速方向なのでマイナス記号が付く このサイトの過去ログ http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=262305&event=QE0004 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=260033&event=QE0004 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=255167&event=QE0004 >また、この流れている物体にひもを付けて、ばね秤と結んだ際、 >ばね秤の示す値は何kgくらいになりますでしょうか。 紐を弛ませておいてからコンベアを運転して 紐がピーンと引っ張られた時の最大荷重 ＜本件の衝撃荷重 この場合、紐の弾性によって大きく左右される スチールワイヤと 木綿糸と ナイロンテグスと 其々で違うでしょう 厳密には更にコンベアとワーク間の摩擦係数も加わるが 本件では無視しても構わないであろう
お礼
回答ありがとうございました。 aはマイナスですね。
関連するQ&A
- 物理で、いくつかわからない問題があります。
物理で、いくつかわからない問題があります。 1)x軸の正の向きに速度20m/sで運動している質量m=2.00kgの物体に t=0.0からx軸の負の向きに一定の力F=10Nが作用し続けた。 このとき物体の加速度、物体が静止する時間を求めなさい。 2)質量mの物体に重力と速度に比例する摩擦力（比例定数をγとする）がはたらくときの 運動方程式を書きなさい。ただし左辺は速度についての微分の式にすること。 3)二つの物体AとBの間の万有引力Fを、F=-D(r)rと書くとする。 このときのD(r)を求めなさい。ただし、物体AとBの質量をそれぞれMA,MBとし、 距離をr、万有引力定数をGとする。 という問題の解き方がわかりません。（たくさんすみません… どれか一つでもいいのでわかる方、どうか教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
- 物理の問題を解いていただけませんか？
物理の問題を解いていただけませんか？ 問題１ ある大きさの力を質量m1 の物体に加えたところ、3.0m/ s2 の加速度が生じた。 同じ力を質量m2 の物体に加えたところ、こんどは1.0m/ s2 の加速度が生じた。 (1) m1 /m2 の値はいくらか。 (2) 質量m1 とm2 の物体を合体させ、それらに同じ大きさの力を加えると、両物体に生じる加速度はいくらか。 問題２ 体重50Kg 重の人がヘリコプターから吊された軽いロープにぶらさがっている。重力加速度の大きさを9.8m/ s2 とする。ヘリコプターの加速度が、 （１）上方に6m / s2 のとき、ロープの張力を求めよ。 （２）下方に4m / s2 のとき、ロープの張力を求めよ。
- ベストアンサー
- 高校
- 物理の問題でつまずいております。
水平面に対して角度θ=30度をなす滑らかな斜面に置かれた質量m=10kgの物体に、斜面に平行な一定の力Fを加えて斜面上を押し上げることに関して、問題に答えよ。 重力加速度をg=9.8m/s2とする (1)斜面上を押し上げるために必要な力Fの条件 (2)F=30N(F=99N)の力を加えたときの、物体に生じた加速度 (3)F=30Nの力を加えたときの、物体が斜面上を距離L=2.0m 滑り降りるのに掛かる時間t (4)F=30Nのときの、物体が斜面上を距離L=1.0だけ滑り降りたときの速度v 上記の問題に苦戦しております。 どうやって解けば良いのでしょうか。
- ベストアンサー
- 物理学
- 高校の物理が分かりません。大至急です。
全く問題が分かりません。よろしくお願いしますm(__)m <１>あらい水面上を、質量2ｋｇの物体が水平方向の力を受けて動いている。この物体を19.8Nの力で引っ張った時、物体の加速度は何m/s＾2 か。ただし水平面と物体との間の動摩擦係数を0.5とする。 <2>質量0.5ｋｇの物体を、軽くて丈夫なひもの一端につけ、ひもの他端を持ってつり下げた。次のような運動をしている時、それぞれの場合のひもの張力の大きさは、何Nか。 （１）静止している時 （２）1.2ｍ/sの等速度で下降している時 （３）上向き1.2m/s^2 の加速度で上昇している時 <3>なめらかな水平面上に静止している質量6ｋｇの物体Aと質量4ｋｇの物体Bが接して置いてある。Aを水平に40Nの力で5秒間押し続けた。 （１）力を加えている時、AとB両物体の加速度の大きさは何m/s^2 か。 （２）力を加えている時、AがBに及ぼす力の大きさは何Nか。 （３）5秒間でBが進んだ距離は何mか。 （４）Aが8m進んだ地点でのAの速さは何m/sか。 申し訳ないですが、途中式もお願いいたします。
- 締切済み
- 物理学
- 物理の問題を教えてください！
テストに出た問題なのですが、 分かるところだけでもいいのでお願いします。 １、 質量が１．０kgの台車Aと２．０kgの台車Bがある。 ２つの台車を軽いひもでつなぎ、台車Bを９．０Nの力で引くと、 台車A、台車Bは同じ加速度で等加速度運動をした。 (1)加速度の大きさをa、ひもの張力をTとして、台車A、Bの 運動方程式をそれぞれたてよ。 A・・・( ) B・・・( ) (2)加速度aの大きさはいくらか。 また、ひもの張力の大きさは何Nか。 加速度a・・・( ) ひもの張力・・・( ) ２、水平な台上で、質量５，０kgの物体を水平に２０Nの力で引いている。 動摩擦係数は０．２０である。 (1)物体にはたらく動摩擦力の大きさは何Nか。 (2)生じる加速度の大きさはいくらか。
- ベストアンサー
- 物理学
- 物理の問題についておしえてください。
問３ 質量１０ｋｇの静止していた物体が分裂して質量４．０ｋｇと６．０ｋｇになり、４．０ｋｇの方は速さ３．０ｍ/ｓで動きだした。質量６．０ｋｇの物体の速さは何ｍ/ｓか。 この問題の途中式と解説を丁寧に教えてもらえるとありがたいです。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
ありがとうございました。