Fizika paaiškina, kodėl saugos diržai veikia automobilio avarijoje, o ginklai – ne

Jūsų refleksai gali reikalauti kitaip, tačiau tiesa ta, kad ir kiek treniruojatės, automobilio avarijoje esate nenaudingas. Tai daiktas, kai dedate ranką prieš savo vaiką ar žmoną? Tai gražus gestas, bet tai tik toks: gestas. Per sekundės dalį, kai jūsų automobilis lėtėja nuo 40 mylių per valandą iki nulio, kai jūsų kūnas veržiasi prie saugos diržo ar priekinio stiklo, ta ranka nieko nepasieks. Bet vis tiek ištiesi ranką. Kodėl? Dažniausiai norint nuraminti save. Deja, atidžiai pažvelgus į skaičius parodo, koks komiškas iš tikrųjų yra toks patikinimas.

Kodėl stipri tėčio ranka neveikia taip pat, kaip saugos diržas, ypač kai tik trumpai sustojate degant raudonam šviesoforo signalui? Nes fizika. Deja, meilė yra galingiausia jėga visatoje, tačiau ji neturi šansų prieš pagreitį. Tam tikru lygiu mes tai žinome, bet čia yra tikroji informacija apie tai, kaip visa tai veikia.

Automobilio avarijos fizika

Tarkime, kad vairuojate vidutinio dydžio automobilį maždaug 40 mylių per valandą greičiu, kai staiga atsitrenkiate į medį ir visiškai sustojote. Pats automobilis patirs 240 000 svarų arba 120 tonų jėgos.

Tai žinome dėl patogios lygties: F= -½ mv^2 / d. Tai reiškia, kad vidutinę objekto patiriamą jėgą galima apskaičiuoti padauginus to objekto masę ir greitį, padauginus tai iš -½, padalijus tirpalą kvadratu ir padalijus iš stabdymo kelio.

Galime taikyti tuos pačius principus, kad išsiaiškintume, kokias jėgas keleiviai gali patirti avarijos metu. Mūsų aukščiau pateiktame pavyzdyje suaugęs žmogus, sveriantis apie 150 svarų, patirtų 4 tonas jėgos; 50 svarų sveriantis vaikas susidurtų su maždaug 1,3 tonos jėgos. Svarbu tai, kad vienas geriausių būdų tarpininkauti šiai jėgai yra pakeisti stabdymo kelią. Kadangi „d“ yra mūsų lygties vardiklyje, didesnis stabdymo kelias reiškia mažesnes jėgas.

Taigi... Ką veikia saugos diržas?

Aukščiau pateikti skaičiai galioja tik tuo atveju, jei suaugęs ir vaikas prieš sustodami nuvažiuoja tą patį atstumą kaip ir automobilis, o tai nutiktų, jei keleiviai buvo priklijuoti prie savo sėdynių arba dėvėjo nesitampančius diržus, kurie juos visiškai sinchronizavo su automobiliu nuo pradžios iki pabaigos. Taip beveik niekada nebūna. Dauguma saugos diržų yra tempimo tipo, kurie padidina automobilio stabdymo kelią apie 50 proc. Tai gerai, nes jei mūsų avarijos metu vaikas nuo 40 mylių per valandą iki nulio pakiltų 1,5 pėdos, o ne 1 pėdos, jis patirtų 1000 svarų mažiau jėgos.

(Jei netikite mumis, čia yra internetinis įrankis kuri leidžia jums susimaišyti su automobilių avarijų pajėgomis).

Kas nutiktų, jei neprisisegčiau saugos diržo?

Malonu, kad paklausei. Jūs norėtumėte ne sinchronizuoti su automobiliu – bent jau taip nepasibaigtumėte. Nes kai automobilis važiuoja 40 mylių per valandą greičiu, taip ir jūs. Bet kol automobilis sustoja per vieną koja, kai jo variklio dangtis įduba, jūs įskrisite į priekinis stiklas arba vairas 40 mylių per valandą greičiu, visiškai sustoja per keletą colių. Tyrimai rodo, kad saugos diržai padidina stabdymo kelią maždaug 5 kartus, todėl nėra nepagrįsta manyti, kad be saugos diržo Pagal mūsų scenarijų nelaimingas vaikas gali sulėtinti nuo 40 iki 0 mylių per valandą greitį tik apie 0,2 pėdos – jam tenka 6,6 tonos arba 14 000 svarų jėga.

Apatinė eilutė: kodėl jūsų ranka supuvę jūsų vaiko saugos diržai

Visų pirma, jūs niekaip negalėsite pakankamai greitai sureguliuoti rankos, kad ji veiktų kaip tinkamas saugos diržas. Galite suklaidinti aukščiau pateiktą skaičiavimą, kad tiksliai sužinotumėte, kiek laiko turėtumėte, bet pakanka pasakyti, kad tai mažiau nei viena dešimtoji sekundės dalis.

Tėčio refleksai yra geri, bet jie nėra tokie geri.

Dar svarbiau, kad jokia rankų treniruotė negali paruošti jūsų sugerti tokios jėgos, kurios jums prireiktų, kad jūsų vaikas nenuskristų į priekinį stiklą. Atminkite – tas pačias jėgas, kurias patiria jūsų vaikas skrisdamas į priekį, turi atlaikyti bet koks geras saugos diržas. Saugos diržai sukurti taip, kad atlaikytų staigų 1000 svarų jėgos sukrėtimą. Tavo ranka ne. Kadangi jūsų ranka prie nieko nepritvirtinta, ji tikriausiai pasiduos veikiama jūsų keleivio ir nuslys. Bet jei teoriškai pritvirtintumėte ranką 1,5 pėdos atstumu nuo vaiko, susilaužytumėte kiekvieną rankos kaulą tą akimirką, kai jūsų vaikas padarytų smūgį. Šlaunikauliui sulaužyti reikia tik 900 svarų jėgos. Jūsų menkas spindulys ir alkūnkaulis trūktų kaip šakelės.

Taigi prisisekite saugos diržą – jūsų ginklai žavi, tačiau jie neprilygsta poliesteriui ir nailonui.

Kodėl sergantys žmonės kvepia skirtingai, aiškina mokslas

Kodėl sergantys žmonės kvepia skirtingai, aiškina mokslasĮvairios

Sergantys žmonės smirdėti. Tai ne tik įžeidimas, bet ir mokslinė realybė. Išsiskiria įvairios ligos ir ligos kvapų gama ir gauti įvairių atsakymų, kai kurie ir daugiau gailestingas o vieni labiau a...

Skaityti daugiau
Šeimos Hario Poterio verkiančio mandragoro kostiumas išpopuliarėjo

Šeimos Hario Poterio verkiančio mandragoro kostiumas išpopuliarėjoĮvairios

Kas mažytis, miela ir niekada nenustoja verkti? Nuotaikingas kūdikis ir mandragorė, mitinis augalas iš Hario Poterio serijos, kurio šaknis primena ką tik gimusį žmogų. Taigi tinka tik tai, kad taip...

Skaityti daugiau
Šie mamos piešiniai išsklaido slaugančias moteris visur

Šie mamos piešiniai išsklaido slaugančias moteris visurĮvairios

Viena moteris yra visur sulaukia mamų plojimų paskelbusi virusinį piešinių rinkinį, atsakydama į jos vyro paklausimą kodėl ji kiekvieną rytą būna blogos nuotaikos. Ne tai, kad Mattea Goff praeityje...

Skaityti daugiau