車の話と「力のモーメント」

Just moment. I'm tired.　おっと。いけない。遊んでいる場合じゃないね、キャッハー！
今回、ちょっとマニアックな話があるけど、許してくさい。
力のモーメントを一番説明しやすいやつって、「てこ」だ。
てこでも動かないということわざがあるが、力学的に考えてものを動かすものですら動かせないということだ。
動かない方は嫌でも動かんといった感じが伝わってくる。

力のモーメントってなんだ？っていうと、「ものにかかるトルク」のことだ。トルクがかかることによって物を動かしたりすることができるのだ。
数式を出すとこんな感じだ。→N＝r?F　　ｒ：距離（ストローク）　F：（力）
力とトルクって同じじゃないという質問が来るかもしれない。
トルクというのは、力をかけてその分だけ動いた「掛け値（積）」なのだ。
これをrとFの外積というんだけど、これはベクトルという矢印を使って表すことができるんだな。
矢印には長さと向きがあるので、動いた向きと逆になれば符号はマイナスになる。

てこの原理と力のモーメントについて、車を例にして考えてみよう。
マニュアル車だと、シフトレバーがある。　よく、シフトストロークが短い、長い。　このシフト重い、軽いというようなことがあるが、このことは上の式で説明することができる！

例を上げてみよう。自分はマツダのタイタン（平タイプ）のえらく古いタイプの２ｔの運転席に座ったことがある。
昭和６０年の型なので、ちょっと見つけることは難しいが・・・（ちなみにエンジンはかけてない）
そして、５速のシフトレバーに触ってみる。　「軽い・・・なんて軽さだ・・・・」
正直、設計ミスじゃないかと思うくらい、軽い。だって、ニュートラルに入っているのかギア入っているんだかわかったもんじゃない。シフト失敗しそうでこわいわ。
発進用の２速にギアを入れると、これまた軽い。それだけじゃなく、ストロークが結構長い。
N（トルク）＝r?F　　ｒ：距離（ストローク）　F：（力）で考えてみると、レバーを動かすために必要なトルクは決まっている。　触った時、とても軽く感じたという事はFは小さい値になるんだ。そのかわり、ギアを入れるためにレバーを動かす距離はとても長くなるのだ。多分、トラックは運転手の負担を減らすためにグニャグニャでもいいから楽にシフトできることを優先したレバーになっていると考える。

変速機でギアを変えるために加える力は車によって違うので、シフトの重さやストロークが一概にこうであるということは言えないが、さっきの話のような傾向になるのは不思議ではない。

真逆のシフトレバーのタイプ、「シフトが重くて、ストロークが短い」のは友人が乗っているマツダのRX-7だ。
ちょっと触ってみると、ニュートラルでの横の振り幅があんまりない。
これはこれでちょっと分かりにくい。慣れが必要かな？（こっちもエンジンかけずにやってみている）
ロータリーエンジンが好きな人は分かるだろうが、RX-7のシフトは純正はかなり短く重い。
１速に入れてみると、切り替えるという感じではなく、「叩きつける」の表現に近いシフト音が「ゴン！」と響く。
そう、こっちのほうはストローク（ｒ）は小さいのだが、力（F）を大きくしないとギアが切り替わらないのだ。
ただ、この感覚はスポーツカーの楽しさを生むには重要なものとなっている。

ギアが変わるトルクが小さい車にやたら重いシフトノブをつけると、振動で勝手にギアが拔けたりするということが起こったりする。とくに、ストロークが長い車にやると負担の増加はよりひどくなる。
やっぱり、変速機がしょぼいやつにはそれなりの作りにしてあるのかな？

クラッチペダルも同じようなことが言えるけど、くどいからもうおしまい。
ちなみに、ｒとFを逆にかけちゃだめよ？　　符号が逆になっちゃうから。