バネ緩衝について

質問

例えば、物体を落下させるとき、物体の地面との接地面にバネを設けた方が、落下したときの衝撃力は小さくなると思いますが、

なぜバネが衝撃力を緩和するのでしょうか？
どういったメカニズムで衝撃力が弱まるのでしょうか？

また、ばね定数と衝撃力にはどのような関係があるのでしょうか？

ご教示の程よろしくお願いします。

回答No.1

yokkun831 · ベストアンサー

最も初歩的には，接触時間が長くなるために平均の力が弱くてすむからです。

物体の速度が，ばねから力を受けてゼロになるために必要な力積（力×時間）は，ばね定数によってかわりませんが，ばね定数が小さいほど接触時間は長くなるので，平均の力はより小さくなります。

図はAlgodooによるシミュレーションで，右の方がばね定数が２倍大きくなっています。グラフはばねにとりつけられた板の位置変化ですが，縦軸の縮尺を変えて弾性力に比例するようにしてみたものです。ばね定数が小さい左の方が，接触時間が長く力が小さくなっているのがわかります。

お礼

丁寧にご回答いただきありがとうございました。
すごく解りやすかったです。