豆腐でうだるちんを殴ると鉄アレイになってしまう

このエントリーをはてなブックマークに追加
8名無しさんだよもん
液体窒素で凍結させたうだるちんに鉄アレイを投げると鉄アレイは壊れてしまうの?
9名無しさんだよもん:2008/01/22(火) 21:46:14 ID:lDhR0Yp20
この場合は、鉄アレイの質量と、速度が問題になってきます。
うだるちんの質量を60Kgとします。
鉄アレイが10Kgものとしますが、これを仮に3m離れたところからうだるちんに向かって30度の角度で投擲したとします。
その場合、鉄アレイの質量が空気抵抗に比べて充分大きいため、空気抵抗はほぼ無視できるものとします。
初速をV(m/s)としますと、鉄アレイの到達時間S=3/(V・cos30)となります。
一方、鉄アレイが3m飛行するためには、0.5Sg=V・sin30が成立しないとなりません。
したがって0.5*3/(V*√3)=0.5V
V^2=3/√3=√3。すなわちV=√√(四乗根)3=1.32(m/s)(時速に直すと4.74Km/hほど)
#この運動エネルギーは0.5mv^2ですから、0.5・10・√3となりまして、8.66Jほどの運動エネルギーがあります。

したがって、鉄アレイは壊れず、うだるちんが凍結粉砕されます。その場合、凍結状態で粉砕しますので、酸化による肉片の劣化は少ないと思われます。
ただし、うだるちんを凍結する際には、組織の内部まで完全に凍結させるために大型の液体窒素凍結容器に一晩以上格納してください。
10名無しさんだよもん:2008/01/22(火) 21:56:35 ID:PACEC1uh0
初速をどのくらい上げれば鉄アレイは壊れますか?
11名無しさんだよもん:2008/01/22(火) 23:42:15 ID:lDhR0Yp20
これが一概にはいえず、鉄アレイの自重と鋼材の品位(降伏点)、太さにもよりますので、鉄アレイについてある程度の仮説をたてて論じなければなりません。
鉄アレイについては、一般的に両端が球状になり、持つ部分が細くなっています。これが壊れるということはどういうことかというと、言うまでもなく細い部分から壊れます。
特に、球状になる部分と持つ部分の境界の部分に応力が集中して折れることが多いと推察されます。
鉄アレイを持つ部分が直径2cmと仮定しますと、断面積はπr^2ですから、3.14cm^2です。
鋼材の品位を仮に225N/mm^2級鋼材としますと、706.9Nの力まで柄が耐えられますね。
さて、質量10Kgの鉄アレイが静止しているうだるちん(仮に質量60Kgとします)に速度vで激突した場合に受ける力Fを、うだるちんの頭部が吹き飛ぶ距離をsとしますと、W=F・sが成立します。
どのくらい吹き飛ぶかというと、質量が1:6ですから、仮に3/6でs=0.5mとしましょう。つまりF=2W>706.9の場合鉄アレイが壊れます。
Wは8にて前述した運動エネルギーですからW=0.5mv^2でして、v^2>706.9/10=70.69
平方根をとりまして、初速v>8.41(m/s=約30.3Km/h)であれば鉄アレイが壊れます。
12名無しさんだよもん:2008/01/22(火) 23:47:06 ID:PACEC1uh0
わかりやすい説明ありがとうございます。
うだるちんもやはり頚部が壊れ頭部が飛んでゆくのでしょうか?
それとも頭部が耐えられずに粉々になるのでしょうか?
参考までに、うだるちんの頚部は成人男性としては細目だったと記憶しています。
13名無しさんだよもん:2008/01/23(水) 00:14:58 ID:cTchDpYK0
本件につきましては、凍結温度におけます、うだるちんの人体組織の力学的な物性によります。
凍結状態のうだるちんにおきましては、その強度は比較的高く、また塑性が少ないことが容易に予想されます。
そのため激突地点を中心に蜘蛛の巣状にヒビが入ったり、頚部にヒビが入ったり折れたりするかもしれません。
折れるかどうかについては、凍結うだるちんの頚部の中に気管や血管、神経が通っていたり、腱の方向などがありますので、その強度に異方性があることが予想され、激突の方向、角度とかちゃんと計算されているはずです。
また、液体窒素温度で脆性が発現していれば、粉々に砕けることが予想されます。
そのため、精度の高い予測のためには、うだるちんの肉片を採取し、試験片を凍結し、脆化温度や材料強度についてシャルピー衝撃試験機等による力学的な材料試験を行うことによって求めることが必要となってきます。
つまり、凍結うだるちんにおいて、細くなっている頚部が衝突の衝撃で壊れるか、あるいは頭部が砕けるか、あるいは全体が粉々にくだけるかは正確な予測は現時点では不可能です。
個人的には、3行目にて前述したように激突個所を中心に蜘蛛の巣状に頭部を半周から全体を覆うくらいのヒビが入り(数cmからミスト状まで大小若干の組織片は欠けて飛び散ると推察されます)、頚部にももしかしたらヒビが入るという仮説に一票です。

液体窒素温度でのうだるちんの振る舞いについて詳しくは、羽倉義雄氏の冷凍に関する論文が参考になるかと思います。
14高彦大先生 ◆SEnSEi.oZE :2008/01/23(水) 00:32:30 ID:l1Yj9ul7O
え…なんかこの流れ、
いつもの鉄アレイスレじゃないみたいw
スレタイも違うし、別スレと考えて宜しいか?