La física explica por qué los cinturones de seguridad funcionan en un accidente automovilístico y los brazos no

Tus reflejos pueden insistir en lo contrario, pero la verdad es que, no importa cuánto te ejercites, eres inútil en un accidente automovilístico. ¿Esa cosa en la que pones el brazo frente a tu hijo o esposa? Es un bonito gesto, pero es solo eso: un gesto. En la fracción de segundo que su vehículo desacelera de 40 millas por hora a cero, cuando su cuerpo se apresura a encontrarse con el cinturón de seguridad o el parabrisas, ese brazo no logrará nada. Pero te acercas de todos modos. ¿Por qué? Sobre todo para tranquilizarse. Desafortunadamente, una mirada de cerca a los números indica cuán cómico es en realidad ese tipo de tranquilidad.

¿Por qué un brazo fuerte de papá no funciona tan bien como un cinturón de seguridad, especialmente cuando simplemente te detienes en un semáforo en rojo? Porque la física. Desafortunadamente, el amor es la fuerza más poderosa del universo, pero no tiene ninguna posibilidad contra el impulso. En cierto nivel, sabemos esto, pero aquí están los detalles reales de cómo funciona todo.

La física de un accidente automovilístico

Supongamos que conduce un automóvil de tamaño medio a unas 40 millas por hora, cuando de repente choca contra un árbol y se detiene por completo. El auto en sí experimentará 240,000 libras o 120 toneladas de fuerza. Lo sabemos gracias a una práctica ecuación: F = -½ mv ^ 2 / d. Es decir, la fuerza promedio que experimenta un objeto se puede calcular multiplicando la masa de ese objeto y velocidad, multiplicando eso por -½, elevando al cuadrado la solución y luego dividiendo por la distancia de parada.

Podemos aplicar los mismos principios para determinar el tipo de fuerzas que los pasajeros pueden experimentar en un accidente. En nuestro ejemplo anterior, un adulto que pesa alrededor de 150 libras experimentaría 4 toneladas de fuerza; un niño que pesa 50 libras enfrentaría alrededor de 1.3 toneladas de fuerza. Es importante destacar que una de las mejores formas de mediar esa fuerza es cambiar la distancia de frenado. Dado que "d" está en el denominador de nuestra ecuación, las distancias de frenado más grandes significan fuerzas más pequeñas.

Entonces... ¿Qué hace un cinturón de seguridad?

Las cifras anteriores solo se aplican si el adulto y el niño recorren la misma distancia que el automóvil antes de detenerse, que es lo que sucedería si el los pasajeros estaban pegados a sus asientos o usando arneses que no se estiraban que los mantenían completamente sincronizados con el automóvil de principio a fin. Casi nunca es el caso. La mayoría de los cinturones de seguridad son de la variedad de estiramiento, que agregan alrededor del 50 por ciento a la distancia de frenado del automóvil. Eso es bueno, porque si el niño en nuestro accidente pasara de 40 mph a cero en 1.5 pies en lugar de 1 pie, experimentaría 1,000 libras menos de fuerza.

(Si no nos cree, aquí hay una herramienta en línea que te permite jugar con las fuerzas de los accidentes automovilísticos).

¿Qué pasaría si no me pusiera el cinturón de seguridad?

Me alegro de que lo hayas preguntado. Lo harías no estar sincronizado con el coche; al menos, no acabaría así. Porque cuando el coche viaja a 40 millas por hora, tú también. Pero mientras el coche se detiene en el transcurso de un pie cuando el capó se hunde, vas a volar hacia el parabrisas o volante a 40 millas por hora, llegando a una parada completa en el transcurso de sólo unos pocos pulgadas. Los estudios sugieren que los cinturones de seguridad aumentan la distancia de frenado aproximadamente 5 veces, por lo que no es descabellado suponer que, sin un cinturón de seguridad, la El niño desventurado en nuestro escenario solo consigue unos 0,2 pies para desacelerar de 40 a 0 millas por hora, sometiéndolo a 6,6 toneladas o 14.000 libras de fuerza.

Conclusión: por qué su brazo hace un cinturón de seguridad podrido para su hijo

En primer lugar, no hay forma de que pueda colocar su brazo en posición lo suficientemente rápido como para que funcione como un cinturón de seguridad razonable. Puede jugar con el cálculo anterior para averiguar exactamente cuánto tiempo tendría, pero basta con decir que es menos de una décima de segundo.

Los reflejos de papá son buenos, pero no tan buenos.

Más importante aún, ningún entrenamiento de brazos puede prepararlo para absorber el tipo de fuerza que necesitaría para evitar que su hijo se estrelle contra el parabrisas. Recuerde: las mismas fuerzas que experimenta su hijo al volar hacia adelante son las fuerzas que cualquier cinturón de seguridad en buen estado debe soportar. Los cinturones de seguridad están diseñados para soportar una sacudida repentina de 1,000 libras de fuerza. Tu brazo no lo es. Ahora, dado que su brazo no está asegurado a nada, probablemente cedería bajo la fuerza de su pasajero y se soltaría. Pero si teóricamente aseguraras tu brazo a 1,5 pies de distancia de tu hijo, te romperías todos los huesos del brazo en el momento en que tu hijo hiciera el impacto. Solo se necesitan 900 libras de fuerza para romper un fémur. Tu miserable radio y cúbito se romperían como ramitas.

Así que quédese con el cinturón de seguridad; sus pistolas son admirables, pero no son rivales para el poliéster y el nailon.

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