Füüsika selgitab, miks turvavööd autoavariis töötavad ja relvad mitte

Teie refleksid võivad väita vastupidist, kuid tõsi on see, et hoolimata sellest, kui palju te treenite, olete autoõnnetuses kasutu. See asi, kus sa paned käe oma lapse või naise ette? See on kena žest, kuid see on lihtsalt see: žest. Sekundi murdosa jooksul, kui teie auto aeglustub 40 miililt tunnis nullini, kui teie keha tormab vastu turvavööd või tuuleklaasi, ei saavuta see käsi midagi. Aga sa ulatad siiski käe. Miks? Enamasti enda rahustamiseks. Kahjuks näitab numbreid tähelepanelikult vaadates, kui koomiline selline kindlustunne tegelikult on.

Miks ei tööta tugev isa käsivars sama hästi kui turvavöö, eriti kui peatute lihtsalt punase tule ees? Sest füüsika. Kahjuks on armastus universumi võimsaim jõud, kuid sellel pole võimalust hoo vastu. Teatud tasemel me seda teame, kuid siin on selle kõige toimimise tegelikud üksikasjad.

Autoõnnetuse füüsika

Oletame, et sõidate keskmise suurusega autoga kiirusega umbes 40 miili tunnis, kui sõidate ootamatult vastu puud ja peatute täielikult. Auto ise kogeb 240 000 naela ehk 120 tonni jõudu.

Me teame seda tänu käepärasele võrrandile: F= -½ mv^2/d. See tähendab, et objekti poolt kogetava keskmise jõu saab arvutada selle objekti massi korrutamisega ja kiirus, korrutades selle -½-ga, jagades lahuse ruudu ja jagades seejärel peatumisteekonnaga.

Saame rakendada samu põhimõtteid, et välja selgitada, millist jõudu võivad reisijad õnnetuses kogeda. Meie ülaltoodud näites kogeb umbes 150 naela kaaluv täiskasvanu 4 tonni jõudu; 50 naela kaaluv laps kannataks umbes 1,3-tonnise jõuga. Oluline on see, et üks parimaid viise selle jõu vahendamiseks on pidurdusteekonna muutmine. Kuna "d" on meie võrrandi nimetajas, tähendab suurem peatumisteekond väiksemaid jõude.

Niisiis… Mida turvavöö teeb?

Ülaltoodud arvud kehtivad ainult siis, kui täiskasvanu ja laps läbivad enne peatumist autoga sama vahemaa, mis juhtuks siis, kui reisijad olid istme külge liimitud või kandsid mittevenivaid rakmeid, mis hoidsid nad algusest lõpuni autoga täielikult sünkroonis. See pole peaaegu kunagi nii. Enamik turvavöösid on venitustüüpi, mis lisavad auto peatumisteekonnale umbes 50 protsenti. See on hea, sest kui meie avariis langenud laps kiiruseks 40 miili tunnis nulli 1,5 jala asemel, kogeks ta 1000 naela vähem jõudu.

(Kui te meid ei usu, siin on veebitööriist mis võimaldab teil autoavariijõududega segamini ajada).

Mis juhtuks, kui ma ei kasutaks turvavööd?

Tore, et küsisid. Sa teeksid mitte olema autoga sünkroonis – vähemalt nii ei satuks. Sest kui auto sõidab 40 miili tunnis, liigute ka teie. Kuid samal ajal kui auto peatub ühe jala kaugusel, kui selle kapuuts sisse vajub, lendad sina sisse esiklaas või rool kiirusel 40 miili tunnis, peatub täielikult vaid mõne minuti jooksul tolli. Uuringud näitavad, et turvavööd pikendavad peatumisteekonda umbes 5 korda, seega pole põhjendatud eeldada, et ilma turvavööta Meie stsenaariumi kohaselt saab õnnetu laps kiirust 40 miililt 0 miilile tunnis aeglustada vaid umbes 0,2 jalga – kui ta kaalub 6,6 tonni või 14 000 naela jõudu.

Alumine rida: miks teie käsi muudab teie lapse turvavöö mädaks

Esiteks ei saa te kuidagi oma kätt piisavalt kiiresti paika panna, et see toimiks mõistliku turvavööna. Võite ülaltoodud arvutustega segi minna, et täpselt välja selgitada, kui palju teil aega oleks, kuid piisab, kui öelda, et see on vähem kui üks kümnendik sekundist.

Isa refleksid on head, kuid need pole nii head.

Veelgi olulisem on see, et ükski kätetreening ei valmista teid ette neelama sellist jõudu, mida vajate, et teie laps tuuleklaasi ei lendaks. Pidage meeles – samad jõud, mida teie laps kogeb edasi lennates, on jõud, millele iga hea turvavöö peab vastu pidama. Turvavööd on loodud taluma äkilist 1000 naela suurust põrutust. Sinu käsi ei ole. Kuna teie käsi pole millegi külge kinnitatud, annaks see tõenäoliselt teie kaasreisija jõu all ja kukub minema. Kuid kui te teoreetiliselt kinnitaksite oma käe oma lapsest 1,5 jala kaugusele, murraksite oma käe kõik luud kohe, kui teie laps lööb. Reieluu murdmiseks kulub vaid 900 naela jõudu. Teie nõrk raadius ja küünarluu plõksuksid nagu oksi.

Nii et kinnitage turvavöö – teie relvad on imetlusväärsed, kuid need ei sobi polüestri ja nailoniga.

Kuidas kolledži vastuvõtuskandaal töötas – ja miks see ikka veel töötab

Kuidas kolledži vastuvõtuskandaal töötas – ja miks see ikka veel töötabMiscellanea

USA Massachusettsi ringkonna advokaat Andrew Lelling teatas süüdistuse esitamisest 50 inimesele, kes osalesid jõukate laste abistamise skeemis sissepääsu saada kaheksale erinevale kolledžile, sealh...

Loe rohkem
James Holzhauer, "Jeopardy!" Legend, proovib kätt pokkeris

James Holzhauer, "Jeopardy!" Legend, proovib kätt pokkerisMiscellanea

Võitmine 32 mängu järjest maailma populaarseimast mängusaatest ei piisanud James Holzhauer‘s konkurentsivõimeline iseloom. Profispordimängur on võtnud sihiks uus mäng.Peal esmaspäev, Oht! legend võ...

Loe rohkem
Kolm MLB meeskonda teatavad kaitsevõrgu laiendamise plaanist

Kolm MLB meeskonda teatavad kaitsevõrgu laiendamise plaanistMiscellanea

Eile teatasid San Diego Padres, Cincinnati Reds ja Seattle Mariners plaanist laiendada oma kaitsevõrku. kodused palliplatsid, lootuses hoida esimese ja kolmanda põhijoone ääres istuvad fännid kaits...

Loe rohkem