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JR事故を物理学で検証する
電車が一番安全な乗り物だと思っていたが、これほどの事故が起きたのはなぜか？
これを、物理学で一つ一つ確認してみよう。
まず、スピードの出しすぎで、「列車は蛇行運動を続けた」と言う証言が得られた。
この証言を元にある、TV局がJRの実験場に出かけ、蛇行運動の実験を中継していた。
「なぜ？蛇行運動が起こるのですか？」記者の質問に「原因はまだ解明されていません」と答えていた。
「そんな！馬鹿な。こんな簡単な原理がわからないのだろうか。それとも、原因を追求する事が難しいのか？」原理を説明しよう。
（１）蛇行運動
左図は電車とレールの略図です。
重心は電車の中央に通常はあるのだが、客数と電
車の癖で重心が左右のどちらかに寄っている
これが原因で起こるです。
重心 つまり、重心が偏ることで、左右の車輪の反力が
違ってくる。 左の車輪は２０．５ｔ右は１９．５ｔという
ように、重心の狂いによって、反力が左右アンバラ
ｽになる。この反力の違いが求心力の違いになり、
重心がふらつくのだ。
つまり、スピードを出すということは、車輪が高速
回転することで推進力を生じる。推進力は摩擦力で
発生する。この反力の違いが限界スピードをあげて
反力 いくと、摩擦係数が減少していく、そして、限界まで
くると、反力の小さいほうの車輪が空転する。摩擦
中心 が生じなくなり、重心が左右を行ったりするた
求心力 め、反力が左右逆転現象が起き、そのため蛇行を
繰り返す。
（２）半径３００メートルのスピードの限界値は時速何キロメートルか？
まず、ニュートンの等速円運動の公式から
F=ｍ＊V^2/R である。
遠心力は質量に比例し、円の半径に半比例し、スピードの２乗に比例する。
もうひとつは力の釣り合い方程式から列車が転倒する時の力を計算して、遠心力の式に代入して、Vを計算すればよい。
① まず車両の重さは３５ｔで、乗客１００人で５ｔ合わせて４０ｔとする
② レールの幅は１０６７ミリ
③ 重心は、レールのて天端より、５３３．５ミリとする。
さて、求心力は 正三角形で力のベクトルを現す。したがって求心力は４０ｔとなる
したがって、４０＝４０＊V^2/300
V=√３００＝１７．３２ｍ/ｓeｃ
時速に換算すると １７．３２＊３６００＝６２．３５Km
さらに、外側の軌道が９７ミリ高いことより、９７/1067=0.0909で約tan５．２°である。
したがって tan５．２°＋４５° ＝tan50.7=1.200
つまり。１．2倍の安全性が増す
したがって、 ６２．３５２＊１．２＝７４．８２Kmである。
計算上で半径３００ｍでは重心をレールから５３３．５ミリで時速７４ｋｍで横転する。
カーブ（円軌道）では、重心の位置と外側の車輪の斜線と重心の垂線にはさまれた角度のtan角に比例する。
１ 電車の重さは関係なく、重心が低ければ遠心力に対し安定する。
２ カーブの限界スピードは√半径に比例する
（３）電車が非常ブレーキを掛けたことにより三つの偶力が働いた。
偶力とは回転を起こさせる方向に働く二つの力です。
① ひとつは、前項の遠心力だ。車輪には求心力が働き、重心には外向きの力が働き横
転する
② 二つ目は、慣性力で電車は前に進もうとし、車輪は後ろ向きに働くため、前輪は沈み
こみ、後輪は浮き上がる。
③ 三つ目は、4輪ドリフト現象だ。前輪と後輪のブレーキの利きが違うことにより生じる。
前
電車
３ 2
レール
後部
前 １ 後ろ
以上で乗客は、３っつの偶力により、洗濯機の水流に巻き込まれた洗濯物の様に絡まりついて、一箇所に集められる力が働く。
４ 事故の瞬間のスピード
目撃者に聴くと、内輪が３０ｃｍほど浮いていたという。そこで、この時のスピードを計算してみると。２０
２０３ミリ 角度は２０３/1067=0.19°（tan)
V=（√０．１９＊３００ ）＊３６００＋７４．８２＝１０１．９９Km（時速）
泉南市新家３３６５－６８
タネグ テツユキ
５４歳 建築業
０７２４－８２－８５２４
携帯 ０８０３１３００７７５
題名には必ず「阿修羅さんへ」と記述してください。