1。ユニットを変換:
* 重量: 50ポンド=22.68 kg(約)
* 高さ: 11インチ=0.2794メートル(約)
2。ポテンシャルエネルギーの計算:
*ポテンシャルエネルギー(PE)=質量(M) *重力による加速(G) *高さ(H)
* PE =22.68 kg * 9.8 m/s² * 0.2794 m
*PE≈62.4ジュール
3。衝撃の前に速度を計算します:
*次の方程式を使用して、衝撃の直前に速度(v)を見つけることができます。
*v²=2 * g * h
*v²=2 * 9.8 m/s² * 0.2794 m
*V≈2.34m/s
4。インパルスを計算:
*インパルス(j)=運動量の変化(Δp)
*Δp=m *ΔV(ここで、ΔVは速度の変化であり、これは最終速度、vに等しい)
* J =22.68 kg * 2.34 m/s
*J≈53.1ns(ニュートン秒)
5。衝撃力を推定:
* 力(f)=インパルス(j) /時間(t)
*問題は、影響の時間(t)がわからないことです。力は、オブジェクトが完全に停止するまでの時間に依存します。衝撃時間が長くなると、力が低くなり、逆も同様です。
* 推定値を作成する: 0.01秒などの非常に短い衝撃時間を仮定します(これは非常に短い時間です)。
* f =53.1 ns / 0.01s≈5310n
重要なメモ:
* これは単純化された計算です。 それは完全に非弾性衝突を想定しています。つまり、すべてのオブジェクトの運動エネルギーが衝撃に吸収されることを意味します。
* 実際の衝撃力は複雑です。 オブジェクトの材料、ヒットする表面、および衝撃の角度はすべて、実際の力に役割を果たします。
結論:
11インチから落ちる50 lbsオブジェクトの推定衝撃力は、0.01秒の非常に短い衝撃時間を想定して、約5310ニュートンです。ただし、これは大まかな見積もりです。現実世界の衝撃力ははるかに複雑であり、上記の要因に基づいて大幅に変化する可能性があります。