0001以下、5ちゃんねるからVIPがお送りします
2023/09/24(日) 22:57:57.046ID:JwteeB0l0次のような事故がありました。
鉄骨落下は5本で計48トン 作業員は20m下に 東京駅前の事故
19日午前9時20分ごろ、東京都中央区八重洲1丁目の東京駅八重洲中央口に近い再開発工事現場で、「3階部分に鉄骨とともに人が転落した」と119番通報があった。警視庁によると、作業員の33歳と43歳の男性2人が鉄骨の下敷きになって死亡し、別の40代の男性が重傷を負い、20代の男性2人がけがをした。警視庁は業務上過失致死傷の疑いで調べる。
（中略）
亡くなった男性2人は鉄骨と命綱で結ばれていたといい、鉄骨と一緒に落下し、3階部分で下敷きになったとみられる。ほかの3人も7階部分から3階部分に落下したという。
鉄骨は長さ30メートル、幅30センチ、重さ15トンぐらいで、警視庁はクレーンのワイヤに不具合があったとみている。
上記の状況において、次の物理量を概算できますか？
(1) 鉄骨が地面に到達した瞬間の落下速度
(2) 鉄骨の力学的エネルギー
■回答
与えられた情報から、次の物理量を概算できます。
(1) 鉄骨が地面に到達した瞬間の落下速度:
鉄骨の落下速度は、自由落下の公式を使用して計算できます。自由落下の場合、物体の落下速度は次の式で表されます：
v=√(2gh)
ここで、vは落下速度、gは重力加速度（通常、地球上では約9.81 m/s²）、hは落下の高さです。
記事からは、鉄骨が7階から3階に落下したと述べられています。一般的な建物の階高は約3.5メートルですが、これは異なる場所によって異なることがあります。したがって、3階から7階への高さはおおよそ10メートルと仮定しましょう。
v=√(2⋅9.81m/s²⋅10m)≈√196.2≈14m/s
したがって、鉄骨が地面に到達した瞬間の落下速度は約14メートル毎秒（m/s）と推定できます。
(2) 鉄骨の力学的エネルギー:
鉄骨の力学的エネルギーは、重力ポテンシャルエネルギーと運動エネルギーの合計です。重力ポテンシャルエネルギー（PE）は次の式で計算できます：
PE=mgh
ここで、mは鉄骨の質量（15トンをキログラムに変換する必要があります）、gは重力加速度（約9.81 m/s²）、hは鉄骨の高さ（10メートルと仮定します）です。
PE=15,000kg⋅9.81m/s²⋅10m=1,471,500Joules
したがって、鉄骨の力学的エネルギーは約1,471,500ジュールと推定できます。
