自転車の空気圧と制動距離

の関係について

兵庫県立明石北高等学校

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背景

高校生になり、自転車に乗る機会が増え、自転車の事故を身近に感じるようになった。そこで、自転車のタイヤの空気の量によって制動距離はどう変化するのかについて調べたいと思ったから。

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先行研究・仮説

先行研究　空気圧と接地面積の関係…

　空気圧が小さいほど接地面積が大きくなる。

　仮説

接地面積が大きくなると摩擦が大きくなるため、空気圧は自転車の制動距離に影響し、空気圧が小さいと止まるまでの時間が短くなるのではないか。

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実験方法

1. 自転車を止めた状態で同じ回数漕ぎ、タイヤの上から木の板を当てる。
2. カメラでコマ撮りをして、板を当てる直前の速さが同じ測定結果を使い、板を当てた時から、タイヤが止まるまでのコマ数を調べる。
3. 空気圧を変えて測定する。

結果

考察①

グラフ①に関して

• 250～300kPaまでは仮説通り空気圧が大きくなるほど止まるまでの時間が長くなった。
• 325、350kPaが仮説とは異なる結果となった原因は、違う日に測定をしたこと、実験場所をかえてしまったことなどが考えられる。

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考察②

グラフ②に関して

• グラフ①のような差は見られなかったのは2日に分けて行ったが2日とも屋内の同じ場所で行ったためだと考えられる。
• 275kPaから350kPaかけては、仮説通り空気圧が大きくなるほど、止まるまでの時間が長くなった。
• 350kPaより空気圧を大きくすると止まるまでの時間がどれだけ大きくなるのかを調べてみる必要があると考えられる。

考察③

実験②の結果について、板の当て方によって結果に影響があるのかを調べるために両側検定のt検定を行った。

（帰無仮説を「気の板の落とし方によって実験結果に影響はある」、

対立仮説を「気の板の落とし方によって実験結果に影響はない」とする。

＊有意水準は0.05とする

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青い線は実験で得られた値。

赤い線は実験値を基にし

て出来た青い線を直線に

近似した線。

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まとめ

実験①

値が散らばる原因が多かったため　　　　実験失敗

実験②

風の影響を減らす→屋内に変更

木の板が当たる瞬間を正確に→カメラの角度を変更 実験成功

参考文献

秋山　政敬「輪荷重と接地圧, 接地半径の関係」　　（土木学会論文報告集 1975年11月）

ご清聴ありがとうございました。