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ポタリングの物理(回転体の降下問題) 

さて自転車に乗って気付いたことがある。
坂道で係長氏のMTB(26インチ)と匝のMV2(20インチ)とが同時に下っても必ずMV2の方が速く下るのだ。

ちなみに斜面で摩擦がない状態を仮定して質点をすべらせると、質量に関わらず同じ速度で降下する。自由落下と同じなのだ。ということは摩擦の問題だろうか。たしかに係長氏のMTBはタイヤの接触面積大きいようだし、重さも違うし…

はてさてとずーっと頭を捻っていた。そういえば実験で直径の違う円筒を斜面で転がすと円の小さい方が速く下りていったような記憶が…。

実験してみればいいのだが既に自転車で体験済みなので、ではなぜに降下する時間に差が出るのか…。

ちなみにここで“速度”と“速さ”の違いと、“瞬間の速さ”と“所要時間”とをちゃんと理解する必要がある。が、それを書いている時間がない。

さらにまだちゃんと理解できていないのです…orz

いえることは位置エネルギーが運動エネルギーに変換する時に、降下する直線運動で使われるエネルギーのほかに、回転するための運動エネルギーにも使われる。そのため直線運動分が少なくなっている。そして回転運動は大きな円であるほど大きなエネルギーが必要で、小さな円よりも大きな円の方が降下する時間が長くなる。これは質量には関係がないが鋼体剛体が前提となる。

まだ最速降下曲線も解決理解していないのに新手が…
むむむむ、であります。

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