ミニ四駆で物理考察の時間です♪
今回扱うのは「遠心力」です。
以前やった重力加速度をGといいますが、このG、車の走行時の場合は縦と横があります。
縦はブレーキと加速のGなので一先ず置いておいて。
今回は横Gを考えてみます。
ミニ四駆にはステアリングが基本ないので、実車と同等にはなりませんし、壁を使って曲がるのでいろいろ違って来ます。
あ、ステアリングといえば、最近Youtubeでミニ四駆のステアリングの新しい方法を公開されている「Indra local TV」さんがいらっしゃいます。
このやり方には未来があると個人的には思っているので、いつかマネさせていただきたいです♪4WS！4WS！
ではまずミニ四駆のコーナーリングを考えて見ます。
レーンの中央を走行していた状態から右コーナーへ、で考えていきます。
- 右コーナー入り口で左の壁にフロントローラーが接触
- コーナーインし、強制的に車体が右方向を向けさせられる
- リアローラーが壁に触れ、左面ローラー全てが壁に接触
- 前に進もうとする車体を壁とローラーで支えながら右前方向に前進、旋回
- コーナーアウト、ローラーが壁から離れ前方向に進む
こんな感じですよね。
ミニ四駆が遠心力を受けている状況になるのは、3.と4.のときです。
前にしか進めない車体を壁に寄りかかりながら強引に右方向に曲げていきます。
遠心力(N)の算出方法は「質量(kg)x速度(m/s)の2乗/旋回半径(m)」です。
質量との積なので、車体が重ければ重い程、Gを受けることになります。
軽く計算してみます。
うちの主力の2台、
- 鮫肌：123g
- 赤弾丸：139g
16gの差です。
コースのヘアピンがたぶん外側半径60cmちょい？内側が40cmとして、2パターン。
速度を低速時の20km/hと高速時の30km/hで算出します。
鮫肌：
内側：
- 20km/h時：0.97kg
- 30km/h時：2.18kg
外側：
- 20km/h時：0.65kg
- 30km/h時：1.45kg
赤弾丸：
内側：
- 20km/h時：1.09kg
- 30km/h時：2.46kg
外側：
- 20km/h時：0.73kg
- 30km/h時：1.64kg
16gの差が30km/hでイン側突入すると300g近い差になるんだ…ミニ四駆2台分ってすごいよね…
どちらにせよイン側は2kg以上、これしかも電池入れてないwから実質3kg以上の力でマシンが外側に押し付けられているのですね。
そりゃぁ吹っ飛ぶわけだw
実車であればこの横Gに対抗するのはタイヤのグリップです。
タイヤで踏ん張って、アクセル&ブレーキでコントロールし、ステアリングで曲がるのですよね。
でもミニ四駆は違います。
まずタイヤはほぼドリフトで滑っていること。
そして壁にもたれた状態ですので、グリップ以外の力は全てローラーにかかっているんですね。
上記までの説明でも予想できますが、
- タイヤのグリップが少ない
- マシンが軽い
こんなマシンが壁と地面への接触抵抗を減らし、速度が落ちにくいと言えます。
軽いということはグリップにも影響でますし。
つまり俗に言う「カツ」いマシンの速さはこんなところでも出てきます。
遠心力、真面目に考えていきたいです。
高速コースとか、頭に入れておかないと・・・０スラマシンは怖いかもですね。
ではでは。
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