[物理学]2つのエネルギー消費量は同じか?
いま、2つのボールAとBがあるとします。
AとBの物理特性は全く同じで、1自由度のバネーマスーダンパ系でモデル化すると、A,Bともに、バネ定数はK1,質量はM1,ダンパはC1とします。
また、AとBのボールは両方とも、ジャンプする力を持っていますが、AはBに比べてちょうど2倍の力を発生し、そのためジャンプ1回あたりのエネルギー消費量はAの方が2倍大きいとします。
上記のような条件において、ボールAとボールBが今から1時間連続的に垂直にジャンプし続けるとします。ジャンプ力を発生するタイミングはそれぞれボールが着地した後バネの力で跳ね上がろうとする瞬間とします。
この場合、例えば1時間経過したときの、それぞれのボールのエネルギー消費量を比べた場合、どちらがエネルギー消費量が大きいのでしょうか?
それとも、Aの方が1回のジャンプあたり2倍のエネルギーを消費するものの、Aの方が滞空時間が2倍長いので、結果的に、時間あたりのエネルギー消費量はAとB同じなのでしょうか?
もし、エネルギー消費量が同じの場合、例えば、バネの力を利用してホッピングしながら移動する乗り物を作った場合、時速20kmで移動しても時速100kmで移動しても、移動してから1時間経過したときのエネルギー消費量(燃料消費量)は同じになるということでしょうか。
ご回答よろしくお願いします。
お礼
回答ありがとうございます! 助かりました! 一部訂正です。 10^-6ではなくて10^-16でした。