落下の衝撃力の計算
落ちた高さ、着地して止まるまでの距離、質量を入れると、衝突のときにかかる力(衝撃力)を計算します。止まるまでの距離が短いほど、衝撃力は大きくなります。
m
m
クッションなどがへこんだ距離です。1cmなら0.01と入れます
kg
くわしい条件を変える(なくても計算できます)
m/s²
計算方法
落下の速さ v = √(2gh) 減速度 a = v² ÷(2 × 止まるまでの距離) 衝撃力 F = 質量 × a
例:高さ1mから質量70kgの物が落ち、止まるまでの距離が1cm(0.01m)のとき、速さは √(2 × 9.80665 × 1) ≒ 4.43m/秒です。減速度は 4.43² ÷ 0.02 ≒ 980.7m/s²、衝撃力は 70 × 980.7 ≒ 約68,646Nになります。
この計算は、着地してから止まるまでの間、一定の力で減速すると考えた目安です。止まるまでの距離が短い(かたい面に落ちる)ほど、衝撃力は大きくなります。エネルギー保存の考え方から、力 × 止まる距離 = 質量 × g × 落下の高さとしても同じ式になります。
出典:この計算は式の定義によるもので、参照する公的な資料はありません。
PR
よくある質問
衝撃力の求め方は?
まず落下の速さを v = √(2gh) で求め、止まるまでの距離 d を使って減速度 a = v² ÷ 2d、衝撃力 F = 質量 × a を計算します。
止まる距離が短いと衝撃力は大きくなる?
はい。同じ高さから落ちても、かたい床(止まる距離が短い)のほうが、クッションの上(止まる距離が長い)より衝撃力は大きくなります。
Gで表すとどれくらい?
減速度を重力加速度(9.80665m/s²)で割った値です。数字が大きいほど、体にかかる負担が大きいことを表します。
衝撃力の単位は?
N(ニュートン)です。
この計算の前提は?
落下中は空気の抵抗を考えず、止まるまでの間は一定の力で減速すると仮定した目安の計算です。実際の衝突はもっと複雑です。