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2メートルを落とす100kgのオブジェクトへの衝撃力は何ですか?

停止するのにどれくらいの時間がかかるかを知らずに、100kgのオブジェクトの衝撃力を2メートル落とすことはできません。その理由は次のとおりです。

衝撃力と衝動

* オブジェクトの動きに変更を引き起こすプッシュまたはプルです。

* インパルス オブジェクトの勢いの変化です。それは力の産物であり、その力が作用する時間です。

方程式

衝撃力、衝動、時間の関係は次のとおりです。

* Impulse(j)=force(f)×time(t)

勢いの変化に対処しているので、衝動を次のように表現することもできます。

* Impulse(J)=運動量の変化(Δp)=質量(M)×(最終速度(V_F) - 初期速度(V_I))

欠落しているピース

衝撃力を計算するには、衝撃の後にオブジェクトが休むのにかかる時間を知る必要があります。

* シナリオ1: オブジェクトが非常に硬い表面にヒットし、ほぼ瞬時に停止する場合(例:コンクリート)、衝撃力は非常に高くなります。

* シナリオ2: オブジェクトがより柔らかい表面(クッションの山など)にヒットすると、衝撃時間が長くなり、衝撃力が低くなります。

衝撃力を見つける方法:

1。衝撃の直前にオブジェクトの最終速度(v_f)を計算します。 次の方程式をフリーフォールに使用できます。

*v_f²=v_i² + 2 * d

* どこ:

* v_i =初期速度(この場合は0 m/s)

* a =重力による加速(9.8 m/s²)

* d =距離(2メートル)

2。最終運動量(質量x最終速度)から初期運動量(0)を減算することにより、運動量(Δp)の変化を計算します。

3。衝撃後にオブジェクトが停止するのにかかる時間(t)を測定または推定します。

4。方程式を使用:力(f)=インパルス(Δp) /時間(t)

例:

オブジェクトが表面に当たり、0.1秒で休むとしましょう。

1。最終速度を計算します: v_f²=0² + 2 * 9.8 * 2 =39.2、したがってv_f =√39.2≈6.26m/s

2。運動量の変化を計算: Δp=100 kg *(6.26 m/s -0 m/s)=626 kg * m/s

3。方程式を使用します: 力(f)=626 kg*m / s / 0.1 s =6260 n

重要な注意: この計算は近似です。現実には、衝撃力は複雑であり、関連する材料の弾力性、衝撃の角度などのさまざまな要因に依存する可能性があります。

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