物理の質問です（撃力）

質問

体重60キロの人が高さ三メートルの所からとびおり、両足で着地したとする。このとき両足が地面から受ける撃力を計算し、骨折の可能性について考察しなさい。ただし、骨が耐えられる限界の圧力は10の8乗pa

おねかがいします(。>д<)

回答No.1

foomufoomu

どこで衝撃を吸収するかの問題ですが、足で着地するなら、立った姿勢から、スクワット状態になるまでの、体の重心の移動距離Ｌ、で決まります。

まず、落下高さによる位置エネルギー
E1=m*g*h
ｍ：体重（質量）
ｇ：重力加速度（9.8m/s^2）
ｈ：落下高さ

とてもよく訓練されていて、スクワッドの間ずっと足に同じ力がかかるようにできるとすると
着地時の足の変形で吸収するエネルギー
E2=F*L
Ｆ：足にかかる力
Ｌ：スクワット中の重心移動距離

これより E1=E2 とすると
F=m*g*h/L
つまり、じっと立っている時に比べ、h/L 倍の力が足にかかります。