縦断走行についての詳細な議論

H: 「１．傾斜角度が大きくなったとき、速度が遅くなるので、トルクが大きくなっても、仕事率はそれほど増えないというのが、観察される現象である。」の記述は何も問題がないと思います。
M: はい。

H: 「２．速度が遅くなるのはなぜ？高いところに移動させるためのエネルギー（位置エネルギー？）に使われるのか？」は問題がありそうです。
M: そうですか。
H: まず，基本的なことですが，力の単位は（N，ニュートン），仕事（エネルギー）の単位は（J，ジュール），仕事率の単位は（W，ワット）です。これはいいですよね？
M: はい、なんとか。
H: 仕事（エネルギー）は，ニュートン×メートル（N×m）＝Jです。仕事率は，ジュール／秒（J/s）＝Wです。
M: はい、わかりました。
H: ２の質問ですが，仕事（エネルギー）には，速度（秒に相当）は入っていません。
M: はい。
H: つまり，「速度が遅くなること」と「位置エネルギー」を関連つけるのは，やや無理があります。
M: はい。
M: 中途半端で状態ですみませんが、設計工学会の図７を説明に使ってはもらえないでしょうか？図と式があって、私には助けになるのですが。
H: ちょっとお待ちください。
M: はい。お手数をかけてすみません。

（右の図を見ながら）

H: 少し話を整理しないといけないのですが，ここでいう「速度」はかなり曖昧な意味で使っています。
M: はい。
H: まず，トルクというのは，単位がNm（ニュートン・メートル）です。しかし，これは仕事（ニュートン・メートル＝ジュール）とは意味が違います。これはいいですか？
M: はい、大丈夫です。
H: この場合のトルクは，「力」とほぼ同じ意味になっています。
M: はい、わかります。
H: そのトルクは変動していて，瞬時の回転も変動しています。その積に相当する値が仕事になります（図7(e)）。
M: はい。
H: 仕事率には，さらに速度（時間）の項が入るので，かなり複雑になります。
M: はい。
H: つまり，一言で言えば「速度が遅くなり，仕事率が頭うちする」でよいと思うのですが，厳密に言おうとすると，「大きいトルクを加えて，しかも車輪が回転して，そのときの回転速度が遅くなる場合，仕事率が頭打ちする」というべきなのでしょうか。
M: 仕事率は、何を表すものでしょうか？文章では、平均仕事率は、１周期でおこなった仕事ですね。小川さんでも、角度が大きくなると、１周期の時間は、少し落ちていましたね。ちょっと、見てみます。駆動トルクの１周期は移動距離（回転角度）と等価かな？
M: １周期の時間、変わってないですね。
H: 現状で深い議論をするのは難しいと思います。詳細な議論をする場合，駆動トルクが正の時間と0の時間に分けて考えなければいけません。
M: このままで議論するのが難しいこと、わかりました。すると、「速度が遅くなり，仕事率が頭うちする」という記述はいいでしょうか？
H: 「速度が遅くなり，仕事率が頭うちする」でも間違いではないと思います。これについてはもう少し考えてみます。
M: はい。
H: ちなみに，２の質問に関連してですが，傾斜角度が大きくなると速度が遅くなるのは，坂道を上ったことがあれば誰もが理解できることだと思います。あまり物理的な意味を考えなくてもいいと思います。
M: はい、感覚的にはそうなんですよね。でも、あらためて、なぜかなあと考えてしまって。

H: 次の「３．以前、速く駆動させようとしてもひっくり返るから、速く動かせるけど動かさないという議論をした覚えがありますが、この被験者もそうだったのかしら？」ですが，これは本人に聞かないとわかりません。
M: それは、そうですよね。
H: ひっくり返る（と感じる）限界か，あるいは最大トルクの限界になっていると思います。
M: あれ？最大トルクは、直線的に増えていますよ。
H: 永久に増えるわけではありません。
M: はい。そうでした。
H: 単純に考えると，体重分だけのトルクがかけられます。
M: かける必要があるということですか。
H: 坂を上るときは，それ相応のトルク（力）が必要です。
M: はい、わかります。
H: トルクにも上限があるということが言いたかっただけです。
M: はい、わかりました。
H: 被験者がひっくり返りそうに感じたかどうかはわかりません，ということが言いたかっただけです。
M: はい、そうですね。とんちんかんになっててすみません。
H: いえ。
H: 「わざとゆっくり駆動していたようには見えませんでしたが。」とありますが，
M: はい。
H: 一生懸命，限界まで漕いでくれ，とも頼んでいないので，ゆっくりでもなく，速くでもなく，「普通」に漕いでいるのだと思います。
M: はい、その「普通」が、被験者がその角度に（ある程度）応じたこぎ方をしているわけですよね。
H: そうだと思います。
M: はい。

H: 最後の質問です。「４．上記に関連して、「速く動かせない」とは、実際にはどういうことなのでしょうか？駆動するときに、入れる力と動かす速さって、別々に意識的にコントロールできるものなのでしょうか？」ですが，
M: はい。
H: 駆動力と速度は，別々にコントロールできません。
M: はい・・。
H: 駆動力が決まれば速度は決まり，速度が決まれば駆動力が決まります。単純な力学です。
M: 力と速度で運動量が決まるからですか。
H: 運動量は関係ありません（考えなくてよいということ）。単純な運動方程式
F=m×a
（F:外力，m：質量，a：加速度）
で外力（重力による後進方向の力と駆動力）が決まれば，加速度が決まるということです。
H: もちろん，加速度が決まれば，速度が決まります。
M: あっ、わかりました。
M: 結果的に速度が決まるんですね。
H: はい。逆に速度を決めれば，駆動力が決まります。
M: 人間が駆動するときには、コントロールできるのは力だけで、速度はその結果ですね。速度は目標にできるけど。私の書いた「動かす速さ」は、手を動かす速さのことでした。
H: そんなことはないと思います。力に余裕があれば，速度を決めることができます。
M: 「手を動かす速さ」は、どう効くのでしょうか？
H: スリップがなければ，「手を動かす速さ」＝「車いすの速度」です。
M: あ〜、そうですね。
H: よろしいですか？
M: はい。ありがとうございました。
H: まずはこんなところです。