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自動車が縁石を乗り越える時、車輪が動く速さ
2023/10/20 22:38
- 自動車が縁石を乗り越える際の車輪の動く速さを求める方法を教えてください。
- 自動車速度時速60km/h、車輪直径600mm、自動車重量500kgの条件で、縁石入力角度30度、縁石高さ80mm、長さ500mmの場合の車輪の上に動く速さを求めたいです。
- 具体的な考え方や計算式を教えていただけると助かります。
自動車が縁石を乗り越える時、車輪が動く速さ
2022/01/29 01:18
自動車が下記の条件で縁石を乗り越える時、車輪が上に動く速さを求めたいです。
自動車速度 時速60km/h 車輪直径600mm、自動車重量500kg
縁石入力角度30度、縁石高さ80mm、長さ500mm
考え方、計算式ご教示頂けますようお願いいたします。
質問者が選んだベストアンサー
回答(3)再出
車輪が変形せず、縁石の斜面に沿って滑らずに回転すると仮定すると、車輪中心の軌跡は下図の赤線のようになります。この軌跡は、単純な幾何的な作図で描くことができます。
車が、斜面に乗り上がることで位置エネルギーが増加する分、運動エネルギーが減少して速度が低下しますが、時速60km/hでは、運動エネルギーが位置エネルギーに比べて十分大きいので、速度の低下は無視
してもよいと思います。
鉛直方向の速度は、車軸中心線(赤線)の傾きに対応しますので、下段の青線のように求められます。
数値として示した8.34 m/sは、回答(1)さんがご提示になった30 km/hの単位をm/sに変換しただけで、同じ値です。
計算式を・・・とのご要望ですが、やっていることは、水平方向に60km/h等速運動する条件のもとで、幾何的な作図するだけですので、ご自身でも図を描いてみればお分かりになると思います。
現実の問題とした場合は、車輪が斜面に接触した瞬間に、速度がゼロから一定値に跳ね上がるので、このタイミングで大きな衝撃力が発生します。この衝撃を和らげるために、タイヤ及びサスペンションが変形します。したがって、実際の車輪の中心の軌跡は、下図から相当のはずれが生じると思います。
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その他の回答 (4件中 1~4件目)
もしこれが課題か何かなら、図解して考えてみると分かりやすいですよ。
近似した質問が過去にありましたのでご参考に。
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q13235102248
https://sp.okwave.jp/qa/q9467108.html
しかし実車でのタイヤの上下動を計算したいなら、これはユーザーレベルでは無理です。
バネレートをはじめとした様々な要素が絡み合いますから、車両なりタイヤなりのメーカーが解析ソフトなどを使用したり、実車でテストして測定したりする領域です。
お礼
2022/01/29 23:00
ご回答いただき誠にありがとうございます。
参考にさせていただきます。
お礼
2022/01/30 22:52
ご丁寧なご回答ありがとうございます。
大変勉強になります。