「ゼロヨンで29秒」というと、発進してから400mに達した時の速度は何km/hとなっているのでしょうか? 国鉄ハイウェイ

「ゼロヨンで29秒」というと、発進してから400mに達した時の速度は何km/hとなっているのでしょうか? 国鉄ハイウェイバスの車両は、この基準で設計されていました。

他の回答にあるように車の加速は等加速度運動ではありませんから、0-400m加速の数字だけでは明確な数値は出ません。 が、それだけでは回答にならないので、簡単なモデルで正解に近づいてみましょうか。 まずは常に等加速度運動するという現実にはありえない車で考えてみます。 0-400mが29秒ということは、平均速度は 400/29=13.8m/s=50.0km/h 常に等加速度運動するならゴール地点での速度は平均速度の2倍である100km/hとなります。 次に同じギアを使っている間は等加速度運動するが、ギア比に応じた加速(空気抵抗は考慮しない)になるという、もう少しましなモデルを考えてみます。 国鉄高速バスの設計基準には「3速で80km以上」・「最高速140km以上」というのもあり、この2点を満たす組み合わせは無限にありますが、ここでは計算を簡単にするためにも5速で等間隔比のギアということで、最高速度が28・56・84・112・140km/h(7.8・15.6・23.3・31.1・38.9m/s)のギア比で考えてみます。 つまり、各ギアの加速度は1速を基準に考えると1・1/2/・1/3・1/4・1/5倍となります。 あと、変速時間は2秒とし、その間は等速度運動するものとします。 まずは設計基準の「80km/h～100km/h(22.2～27.8m/s)加速が15秒以内」をもとに4速での加速度を求めます。1速での加速度をaとすると4速での加速はa/4ですから、aは 27.8=<22.2+0.5a/4x15 a>=2.99m/s^2 ここではキリのいいa=3.00m/s^2として以後扱います。 最初で述べたように400m時点での速度は100km/h程度と推定されるので 3速での最高速度への到達時間tc tc=(7.8-0)/a+2 +(15.6-7.8)/(a/2)+2 +(23.3-15.6)/(a/3) =7.8(1+2+3)/a+4 =19.6s よりは遅く、4速での最高速度への到達時間td td=(7.8-0)/a+2 +(15.6-7.8)/(a/2)+2 +(23.3-15.6)/(a/3)+2 +(31.1-23.3)/（a/4） =7.8(1+2+3+4)/a+6 30.2s よりも早くなります。 aが妥当かどうかは実際に「0-400mが29秒以下」という計算を行って検証しなければなりませんが、tdの値からして妥当と思われるのでここでは省略します。 ・・・こんな感じでこの程度の簡単なモデルなら高校物理の知識で計算できるので、以後はご自分でやってみてください。 実際の加速の目安としては、今日の軽トラ(0-100km/hが22秒前後)よりは遅いといったところでしょう。ちなみに実車のケースでは0-400mが16秒前後だとゴール地点では140～150km/h程度のことが多いです。