30g짜리 철제부속이 50미터 위에서 떨어졌을 때 충격량은?

Question

30g짜리 철제부속(너트)이 50미터 위에서 떨어졌을 때 충격량은 얼마나 될까요?

만약 사람의 머리 위로 떨어지면 큰 부상을 당하나요?

혹시 계산값을 구하는 공식이 있다면 공식도 부탁드립니다.

감사합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.

충격량은 통상 물체의 운동량의 변화를 의미하여, 출체의 질량과 속도의 곱으로 구하면 될 듯 합니다.

즉, 부품 무게 30g, 높이 50cm라면..

아시다시피..물체가 떨어질때 중력가속도라는게 붙죠..즉 9.8m/s2을 사용하여 구할 수 있는데요..이때의 시간을 t라고 하면..

떨어지는 거리=(중력가속도Xt^2)/2로서...50m=(9.8m/s^2 * t^2) / 2가 되고...이를 풀면 t= 약3.2초가 됩니다.

최종속도(종속도)=중력가속도Xt이므로..최종속도=9.8m/s^2 * 3.19초 ≈ 31.22m/s가되고

충격량=부푸믜 무게*최종속도로서...결국 충격량은

0.03kg * 31.22m/s ≈ 0.93Ns (뉴턴초)가 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

0.03kg짜리가 50m위에서 추락한다면 공기저항을 무시했을 때 지상 지점에서의 속력은 31m/s정도 됩니다. 이 때 가지고 있는 운동량이 0.93 kg m/s 이고, 이 물체가 부딪혀서 멈추거나 튕겨져 나온다면 적어도 충격량은 0.93N*s가 됩니다. 충격이 가해지는 시간이 아주 짧은 순간인 0.001초만에 일어나는 일이라면 충격력은 930N이 됩니다. 이는 90kg짜리를 들어올리는 힘이나 다름없죠.

Answer 3

안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.

충격량은 물체의 질량과 속도의 곱으로 구할 수 있습니다. 따라서 30g짜리 철제부속이 50미터 위에서 떨어졌을 때의 충격량은 30g * 50m/s^2 = 1500J입니다.

충격량은 물체가 받는 충격의 크기를 나타내는 물리량입니다. 충격량이 클수록 물체가 받는 충격이 커집니다. 따라서 30g짜리 철제부속이 50미터 위에서 떨어졌을 때의 충격량은 매우 큽니다. 이 충격량은 사람의 뼈를 부러뜨릴 수 있는 정도입니다.

Answer 4

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.

F=m*a 입니다.

m은 질량이고 a 가속도 입니다. F는 힘이고요

이 식을 활용하시어 계산하시면 될듯 합니다.

가속도는 낙하 속도이니 중력가속도를 대입하시면 됩니다.