数学 物理 運動エネルギー
K-POPダンスのユーチューバー江崎瑛里華こと有坂紗奈が,悪行三昧のヤクザたちに容赦なく復讐をしていくという話です.
紗奈は満身の力をこめ、ブラックジャックを廣畠の前で振った。
数学と物理はもともと得意だった。 時速約百七十キロのヘッドスピードで振ることで、靴下の先端の穴から飛びだす小銭は、二百ジュール前後のエネルギーを有する。 すなわち拳銃の弾丸に匹敵する威力と化す。 小銭は一瞬にして散弾のように、廣畠の全身に深々と刺さった。うち数枚は額と首筋を貫いていた。唖然とした面持ちの廣畠は、 目を剥いたまま後方に倒れていき、仰向けに横たわった。
「数学と物理はもともと得意だった」ので時速170キロとエネルギー200ジュールという値がすぐに出たのでしょうか.数学というより物理の話ですね.検証してみましょう.
運動する物体の質量を$m$ [kg],速度を$v$ [m/s]とすると,その運動エネルギー$K$ [J] は次式 $(1)$ になります.つまり,この速さでこのエネルギーを出すにはある重量が必要ということになります.$$K=\frac{1}{2}mv^2 \tag{1}$$ここで両辺の単位の確認です.左辺の $K$ の単位の J(ジュール)は J=N・m で,N(ニュートン)は kg・m/s2 なので,J=N・m=kg・m2/s2 になります.一方,右辺は kg と (m/s)2 を掛けて kg・m2/s2 になります.確かに左辺と右辺の単位は一致していますね.
では計算してみましょう.まず$v$を時速 [km/h] から秒速 [m/s] に変換します.$$v=\frac{170 \times 1000}{60 \times 60}=\frac{425}{9}$$$v=\frac{425}{9}$ [m/s],$K=200$ [J] を式 $(1)$ に代入して質量$m$を求めてみましょう.$$200=\frac{1}{2}m \left( \frac{425}{9} \right)^2$$これを解くと次の値になります.$$m=\frac{200\times2\times9^2}{425^2}=\frac{1296}{7225}=0.179377\cdot\cdot\cdot$$すなわち質量は約180gということになります.これは,1枚1gの1円玉なら180枚,1枚4.5gの10円玉なら40枚,1枚4gの50円玉なら45枚,1枚4.8gの100円玉なら37.5枚,1枚7gの500円玉なら25.7枚になります.咄嗟にこの武器を作ったとして,こんなに多くの小銭を日常持ち歩いていたとは思えませんね.因みに,適当に小銭180gを測ってみたらこれぐらいでした(笑).
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