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洋弓では矢を引く距離S=0.5mくらいです。矢の質量M=0.02kg(20g)として、発射直後の速度V=70m/sとするにはどのくらいの強さFの弓を引けばよいのか計算してみます。
高校物理の力学の範囲で解けます。(アナエン=5513は大学物理に弱いので・・・・・)
MV^2/2=FSの公式を思い出してください。0.02kg×ばつ70m/s^2/2=49Joule=×ばつ0.5m
MKSA単位系なので、F=98N=10kg重=22Lbs重(洋弓ではポンド単位で弓の強さを計算します)
実際にはフックの法則に近い特性の通常の弓ですと、この2倍の強さ=44ポンドの弓が必要になります。およそ、18Lの灯油缶を人差し指、中指、薬指でぶら下げる感じとなります。カムを用いた複合弓ですと1.5倍位の最大強さを引けばよいので34Lbs重となります。
矢の加速度aはMa=Fより、a=4900m/s=500Gで、70m/sまで加速する時間はV=atより、t=0.014sとなります。発射の瞬間に反動が来ますので、発射の前後0.1秒くらいはよく体のバランスを取っておく必要があります。
この数値は県レベルでの競技者の実際の数値に近い値です。
この問題をM=40ton、S=100m、V=250km/hの数値に変えると、重戦闘機を空母の蒸気カタパルトから射出する条件に近くなります。このときの水平方向の加速度は約2.5Gです。いつまでもこのような数値の例題が高校物理に出ない平和な国でありますように・・・・・。
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計算間違っていたら、コメントください。訂正しますので。
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