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散歩中の犬が突然走り出しリードが伸びきったときに首にかかる衝撃。 【目的】 ...

wor********さん

2020/1/2020:10:59

散歩中の犬が突然走り出しリードが伸びきったときに首にかかる衝撃。

【目的】
犬の散歩を見ていてふと疑問に思ったのですが、急に走り出してリードがぴんっと張った時、犬の首にはどれくらいの衝撃がかかっているか知

りたいです。
単純な計算ならF=maかなと思いますが、よく勢い余って犬の状態が起き上がったり飛んだりしているところを見るので、F=ma+?なのかなと想像します。
犬の体が浮き上がるのはリードの振り子運動の様にも思えますが、水平方向に移動していた物体が途中から振り子の様に動く式がみつかりませんでした。
果たしてどれくらい高くまで浮き上がるのか。
また犬が稀に着地に失敗し、お尻から落下することもある様ですが、どれくらいの衝撃を受けてしまうのか知りたいです。

【条件】
①地上1.0[m] の高さでリードの端を持つ人と、地上0.6[m]の高さでリードの端に繋がれている犬が静止している。リードの長さは最長2.0[m]で重さは非常に軽いと仮定する。
②犬のみが5.0[m/s2]の速度で右方向に走り出す。犬の重量は20kgとする。
③リードが伸びきって2.0[m]の最大長に達した時、犬の首にはx[N](または[kg])の力がかかる。ただし人の手を中心に半径2.0[m]軌道で上方に力が分散されるものとする。
④人の手を中心とした半径2.0[m]軌道で犬の体がy[m]の高さまで浮き上がり、その後、地面にz[N](または[kg])の衝撃で落下する。自由落下速度は9.8[m/s2]とする。

【質問】
・③で犬の首にかかる力 x[N](または[kg])が知りたい
・④で犬の体が浮き上がる高さy[m]が知りたい
・④で犬の体が地面に落下する衝撃z[N](または[kg])が知りたい。

【但書】
・鉄球の様な物体とは異なり、動物の身体は筋肉や関節が衝撃を吸収したり逃がしたりするとは思いますが、生体力学的な数値は実測するしかないようなので、今回はこれを考えないことにさせてください。
(犬など動物の制動時間、制動距離などサンプルがある様ならそれも知りたいですが・・・)
・普通に考えると散歩中は人も移動しますが、今回人は停止した状態で、犬に引っ張られても、身体が傾いたり腕が伸びたりしないものとさせてください。
・犬のスピードは犬種によっても異なるようですし、ネットにトップスピードは平均50km/hくらいとありますが、動き出してわずか2.0mの助走段階でトップスピードにならないだろうと思うので加速度5.0[m/s2]とします。
・犬と地面との間に生じる摩擦力が無い条件で考えたいため、リードが2.0mで最大長に達した時、犬は跳躍中で全身が地面から離れているものとします。


ご教示いただきたくよろしお願いいたします。

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aho********さん

2020/1/2521:10:56

うちの子もダッシュ、ビーン、(首輪を基準に)宙に舞う。臭い嗅いで、ダッシュ……っとエンドレスでやってました。
で、質問内容ですが、カテゴリーが犬ってより勉学又は+勉学じゃないかな?って思います。
私も、同様の、まあ首大丈夫か?って疑問はありました。

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