エネルギー変換効率についての質問です。

質問

エネルギー変換効率についての質問です。

高校の課題研究でピッチングマシンを製作しています。
使用するバネを1つから2つにしたところ速度は上がったのですが、エネルギー変換効率が20%から10%へと大幅に低下してしまいました。

銃の弾丸は1%にも満たないそうですが、エネルギー変換効率というのは、変換前のエネルギーが大きくなればなるほど、低くなるものなのでしょうか？

回答よろしくお願いします。

［参考にしたピッチングマシン：http://item.rakuten.co.jp/bbtown/pm60111/］

回答No.1

sailor · ベストアンサー

必ずしもそうとは限りません。というかそうならないように工夫がされています。今回のピッチングマシンの場合は、スプリングの持っているエネルギーに対して負荷が小さすぎたために効率が落ちてしまったのでしょう。たとえるとすれば、自転車で走っているときに道路が平坦でギアを切り替えて、高速向きにしても十分に走れる状態のところで上り坂用の軽いギアで走っているようなもので、人がこぐ力を有効に使えない状態になっていると言うことです。アームを伸ばすなどしてボールをアームの支点から遠い位置に置くことで変換効率は改善するはずです。

一般的な機械においても、動力の発生源で得た力をいかに無駄なく利用するかと言うことは、重要な課題ですので、たくさんの例があるでしょう。先にあげた自転車の変速機やバイクや車のトランスミッション・飛行機やヘリコプターのプロペラやローターや船のスクリュー（これは必要に応じて翼の角度が変えられるようになっています）などやクレーンのように滑車を用いたものもあります。色々探してみると面白いかもしれません。

お礼

迅速、そして丁寧な回答ありがとうございました。
今後の参考にさせていただきます。