車の慣性モーメント

Question

2台の同じ車があるとします（車体2000㎏：タイヤ、ホイール除く）。
Aはアルミホールを装着していてタイヤ含めて10㎏/本。
Bは鉄ホイールを装着していてタイヤ含めて20㎏/本。
ホイールサイズもタイヤサイズも同じ条件とした場合、A,Bのタイヤ、ホイールを含む車自体（直線運動）の慣性モーメントを単純比較する際の計算方法を教えてください。
ホイール重量で差がでるのか気になっています。

Accepted Answer

回転運動、直線運動のいずれであっても、運動エネルギーとして扱えば、単純な算術和で計算できます。
仮に、車体が30m/s（時速108km）で直線運動をすれば、
車体2000kgの運動エネルギーは、1/2×m×v^2＝900000 J（ジュール）

アルミホイールの場合、4本の総質量40kg、回転半径の70％の位置に質量が集中していると仮定すると、運動エネルギーは、26820 J

鉄ホイールの場合、4本の総質量80kg、回転半径の70％の位置に質量が集中していると仮定すると、運動エネルギーは、53640 J

運動エネルギーで比較して、アルミホイールの場合車体の約3％、鉄ホイールの場合車体の約6%という結果となりました。

3%の差を多いとみるか少ないとみるかは、ご質問者さんの観点に依存すると思います。

Answer

No.4再出
＞バネ下重量は影響が違う
「質量」の単純和ではありませんので、読み値がえないようにお願いします。
直線運動を行う部分と、回転を行う部分のそれぞれの「運動エネルギー」について単純和で計算できるということです。

Answer

回転体の慣性モーメントはデカイ
https://em.ten-navi.com/dictionary/2940/
直線運動するよりも数倍くらい大きかったりする

なので２０ｋｇｘ４本ｘ５倍＝４００ｋｇの質量に相当したりする

だからバネ下荷重軽減効果は大きい
https://motorz.jp/feature/86656/
ただ、サス云々でイナーシャ軽減効果について言及してるのは少ないけど
加速性能への影響は大きいハズ

Answer

クルマ全体の直線運動の慣性力は車体質量と加速度によって求められるので、2t のクルマのウチの10kgの差ですから大雑把に計算して0.5％程度の差にしかなりません。

因みに、「慣性モーメント」と言った場合は回転体に対する慣性力なので、車軸に掛かるタイヤとホイールの回転運動に対する慣性力が大きなウエイトを占めることになりますが、回転体の重量バランスが計算する上で重要になり、タイヤとホイールの各質量や形状次第で大きく変わります。

Answer

誤差範囲で出ない
助手席や後部座席に
100kg以上の人間乗せた軽なら出る

2台の車の慣性モーメントを比較するには？