- ベストアンサー
落下衝撃荷重の計算方法について
- 床はコンクリートとして重さ0.059の金属を落下させた場合、金属に0.700kgfの力が加わる落下高さを求める方法を教えていただけないでしょうか？
- 重さと加重を変えて算出したいので、方程式があると助かります。
- この計算は自由落下に基づいて行われます。
- 測定・分析
- 回答数4
- ありがとう数4
- みんなの回答 （4）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
減速時間が絡みますのでコンクリートと金属の場合を仮定しての計算しかできないと思います。 何秒かけて停止させるかによって違いますので。 変形で計算する方法もあったかと思います(例えば床が0.1mmへこんだとか)。 記憶で書いてますので間違っていたら申し訳ない。 「重量に速度をかけて、減速時間(0.1secとか仮定)で割って、さらに単位合わせの9.8で割る」ではなかったか。 速度は(sqrt(2gh))ででるはずですので、0.7=(0.059)*(√(2*9.8*h))/(減速時間sec)/9.8 の式からh(m)を求めれば良いと思います。 形状、衝突面積、空気抵抗とかいろいろ言い出すときりがなくなる類の話だと思いますのでほどほどに。
その他の回答 (3)
先ず、金属落下のエネルギーを求めます。 これは、重さと速度の積の値です。 その速度は、自由落下運動を物理で習ったと思うので、その方式から求めます。 実際は、高さを求めるので、高さをＨ［m］として、エネルギー表示します。 次に、落下時の衝撃力を“衝撃力”でネット検索し、事例で力の求めた方を確認した方が 良いでしょう。 最後に、手順を示します。 ? 金属（鉄）に、0.700kgfの力が加わる場合のエネルギーを前述の内容から求める ? そのエネルギーは、重さ0.059?が速度Ｖ［m/sec］で動いている運動から得られるので、 逆算して速度Ｖ［m/sec］を求める ? 速度Ｖ［m/sec］は、高さＨ［m］からの自由落下運動から得られるので、逆算して 高さＨ［m］を求める となります。 参考に、金属同士ですが、衝撃力の計算事例をURLで示しておきます。
お礼
ありがとうございました。
弾性衝突の問題だと思います。力積＝衝撃力×衝突時間＝運動量の変化で表 されますが，衝突時間が問題になります。実際には弾性体が衝突すると反発 するので，衝突は１回目,２回目と減衰しながら繰り返すことになります。 衝突時間は衝突時の金属および床の変形能や弾性率によります。回答（1) さんの記述にもあるように，はねかえりの係数や衝突時間を仮定すれば衝撃 力は計算できます。しかし実際には金属および床の変形能はなかなか把握し ずらいので，実測してみることをお勧めします。
- 参考URL：
- http://www14.plala.or.jp/phys/hs-phys/9.html#1 http://www.showasokki.co.jp/product/01/1340a.html
お礼
アドバイスありがとうございます。 実際、測定できるところは測定してみました。
衝突＆力で検索した結果の抜粋です。 http://oshiete1.goo.ne.jp/qa419304.html http://okwave.jp/qa/q184824.html http://www.nc-net.or.jp/mori_log/detail.php?id=142077 http://oshiete1.goo.ne.jp/qa2002351.html?ans_count_asc=2
お礼
ありがとうございます。参考に見て見ます。
お礼
減速時間がかなりキモになるようで、 力学公式３つを合成して算出できました。 実測結果から減速時間を導き出して、計算できました。 ありがとうございました。 たすかりました。