Fysikk forklarer hvorfor sikkerhetsbelter fungerer i en bilulykke og ikke armer

Refleksene dine kan insistere på noe annet, men sannheten er at uansett hvor mye du trener, er du ubrukelig i en bilulykke. Det der du legger armen foran barnet eller kona? Det er en fin gest, men det er nettopp det: en gest. Innen brøkdelen av et sekund som kjøretøyet ditt bremser fra 40 miles per time til null, mens kroppen din skynder seg for å møte sikkerhetsbeltet eller frontruten, vil ikke den armen utrette noe. Men du strekker deg likevel. Hvorfor? Mest for å berolige deg selv. Dessverre indikerer en nærmere titt på tallene hvor komisk den slags forsikring faktisk er.

Hvorfor vil ikke en sterk pappaarm fungere omtrent like bra som et sikkerhetsbelte, spesielt når du bare stopper ved rødt lys? Fordi fysikk. Dessverre er kjærlighet den mektigste kraften i universet, men den har ingen sjanse mot momentum. På et eller annet nivå vet vi dette, men her er de faktiske detaljene om hvordan det hele fungerer.

Fysikken til en bilulykke

La oss si at du kjører en bil av gjennomsnittlig størrelse i omtrent 40 miles per time, når du plutselig treffer et tre og stopper helt. Selve bilen vil oppleve 240 000 lbs eller 120 tonns kraft.

Vi vet dette takket være en praktisk ligning: F= -½ mv^2 / d. Det vil si at gjennomsnittskraften et objekt opplever kan beregnes ved å multiplisere objektets masse og hastighet, multiplisere det med -½, kvadrere løsningen, og deretter dele med stoppdistansen.

Vi kan bruke de samme prinsippene for å finne ut hva slags krefter passasjerene kan oppleve i en kollisjon. I eksemplet ovenfor vil en voksen som veier rundt 150 lbs oppleve 4 tonn kraft; et barn som veier 50 lbs vil møte rundt 1,3 tonn med kraft. Viktigere, en av de beste måtene å formidle den kraften på er å endre stoppdistansen. Siden "d" er i nevneren til ligningen vår, betyr større stoppavstander mindre krefter.

Så... Hva gjør et bilbelte?

Tallene ovenfor gjelder kun hvis den voksne og barnet kjører samme avstand som bilen før de stopper, noe som vil skje hvis passasjerene var limt til setene sine eller hadde på seg seler som ikke strekkbar, som holdt dem helt synkronisert med bilen fra start til slutt. Det er nesten aldri tilfelle. De fleste bilbelter er strekkvarianten, som legger til omtrent 50 prosent til bilens stopplengde. Det er en god ting, for hvis barnet i vår krasj gikk fra 40 mph til null på 1,5 fot i stedet for 1 fot, ville han oppleve 1000 færre kilo kraft.

(Hvis du ikke tror oss, her er et nettbasert verktøy som lar deg rote rundt med bilulykkesstyrker).

Hva ville skje hvis jeg ikke brukte bilbelte?

Glad du spurte. Ville du ikke være synkronisert med bilen – i det minste ville du ikke ende opp på den måten. For når bilen kjører 40 miles i timen, er det du også. Men mens bilen stopper i løpet av en fot mens panseret faller inn, kommer du til å fly inn i frontrute eller ratt i 40 miles per time, og ankommer et fullstendig stopp i løpet av bare noen få tommer. Studier tyder på at bilbelter øker stopplengden omtrent 5 ganger, så det er ikke urimelig å anta at uten bilbelte et ulykkelig barn i vårt scenario får bare omtrent 0,2 fot til å bremse fra 40 til 0 miles per time - noe som utsetter ham for 6,6 tonn eller 14 000 lbs makt.

Bottom-line: Hvorfor armen din gjør et råttent sikkerhetsbelte for barnet ditt

Først av alt, det er ingen måte du kan få armen i posisjon raskt nok til at den kan fungere som et rimelig sikkerhetsbelte. Du kan rote med beregningen ovenfor for å finne ut nøyaktig hvor mye tid du vil ha, men det er nok å si at det er mindre enn en tidel av et sekund.

Pappas reflekser er gode, men de er ikke så gode.

Enda viktigere, ingen armtrening kan forberede deg til å absorbere den typen kraft du trenger for å stoppe barnet ditt fra å fly inn i frontruten. Husk at de samme kreftene som barnet ditt opplever når de flyr fremover er kreftene som ethvert godt sikkerhetsbelte må tåle. Sikkerhetsbelter er designet for å håndtere et plutselig støt på 1000 lbs kraft. Armen din er det ikke. Nå, siden armen din ikke er festet til noe, vil den sannsynligvis gi seg under passasjerens kraft og floppe bort. Men hvis du teoretisk sett skulle sikre armen 1,5 fot unna barnet ditt, ville du knekke hvert bein i armen i det øyeblikket barnet ditt gjorde inntrykk. Det tar bare 900 lbs kraft for å bryte et lårben. Din ynke radius og ulna ville knekke som kvister.

Så hold deg med et sikkerhetsbelte – våpnene dine er beundringsverdige, men de passer ikke til polyester og nylon.

10 Disney-filmer å se før de forlater Netflix

10 Disney-filmer å se før de forlater NetflixMiscellanea

I går ble det kjent at Disney i tillegg vil Marvel, Pixar og Lucasfilm trekke filmene sine fra Netflix for å lansere isin egen strømmetjeneste. Dette er åpenbart ødeleggende nyheter for barn og for...

Les mer
LEGO introduserer rullestolminifigur

LEGO introduserer rullestolminifigurMiscellanea

LEGO har en lang tradisjon for å få ting riktig, noe som gjør det desto mer iøynefallende når de danske leverandørene av verdens favoritt fotfeller ta feil. Men det var akkurat det de gjorde i dese...

Les mer
Manneinfluensa er ekte ifølge ny forskning fra John Hopkins University

Manneinfluensa er ekte ifølge ny forskning fra John Hopkins UniversityMiscellanea

Hvis du har funnet ut at et av mysteriene med ekteskapelig lykke er din kones tendens til å bli mindre syk enn deg, få bedre raskere enn deg, og generelt klage over det hele mye mindre enn deg, du ...

Les mer