A física explica por que os cintos de segurança funcionam em um acidente de carro e os braços não

Seus reflexos podem insistir o contrário, mas a verdade é que, não importa o quanto você treine, você é inútil em um acidente de carro. Aquela coisa em que você coloca o braço na frente do seu filho ou esposa? É um belo gesto, mas é apenas isso: um gesto. Na fração de segundo que seu veículo desacelera de 40 milhas por hora a zero, conforme seu corpo corre para encontrar o cinto de segurança ou o para-brisa, aquele braço não fará nada. Mas você chega mesmo assim. Porque? Principalmente para se tranquilizar. Infelizmente, um olhar mais atento para os números indica o quão cômico esse tipo de garantia realmente é.

Por que um braço forte de pai não funciona tão bem quanto um cinto de segurança, especialmente quando você está apenas parando no sinal vermelho? Porque física. Infelizmente, o amor é a força mais poderosa do universo, mas não tem chance contra o momentum. Em algum nível, sabemos disso, mas aqui estão os detalhes reais de como tudo funciona.

A física de um acidente de carro

Digamos que você esteja dirigindo um carro de tamanho médio a cerca de 40 milhas por hora, quando de repente bate em uma árvore e pára completamente. O próprio carro experimentará 240.000 libras ou 120 toneladas de força.

Sabemos disso graças a uma equação útil: F = -½ mv ^ 2 / d. Ou seja, a força média que um objeto experimenta pode ser calculada multiplicando a massa desse objeto e velocidade, multiplicando por -½, elevando a solução ao quadrado e dividindo pela distância de parada.

Podemos aplicar os mesmos princípios para descobrir o tipo de força que os passageiros podem sentir em um acidente. Em nosso exemplo acima, um adulto que pesa cerca de 150 libras experimentaria 4 toneladas de força; uma criança que pesa 50 libras enfrentaria cerca de 1,3 toneladas de força. É importante ressaltar que uma das melhores maneiras de mediar essa força é alterar a distância de parada. Como “d” está no denominador de nossa equação, distâncias de parada maiores significam forças menores.

Então... O que um cinto de segurança faz?

Os números acima se aplicam apenas se o adulto e a criança percorrerem a mesma distância que o carro antes de parar, que é o que aconteceria se o os passageiros ficavam grudados em seus assentos ou usavam cintos de segurança que os mantinham totalmente sincronizados com o carro do início ao fim. Isso quase nunca é o caso. A maioria dos cintos de segurança são alongados, o que adiciona cerca de 50 por cento à distância de parada do carro. Isso é uma coisa boa, porque se a criança em nosso acidente fosse de 40 mph para zero em 1,5 pés em vez de 1 pé, ela experimentaria 1.000 libras a menos de força.

(Se você não acredita em nós, aqui está uma ferramenta online que permite que você mexa nas forças de acidentes de carro).

O que aconteceria se eu não usasse o cinto de segurança?

Que bom que você perguntou. Você poderia não estar em sincronia com o carro - pelo menos, você não acabaria assim. Porque quando o carro está viajando a 40 milhas por hora, você também está. Mas enquanto o carro pára ao longo de um pé conforme o capô desaba, você vai voar para o pára-brisa ou volante a 40 milhas por hora, chegando a uma parada completa no curso de apenas alguns polegadas. Estudos sugerem que os cintos de segurança aumentam a distância de parada em cerca de 5 vezes, portanto, não é razoável supor que, sem um cinto de segurança, o criança infeliz em nosso cenário consegue apenas cerca de 0,2 pés para desacelerar de 40 para 0 milhas por hora, sujeitando-a a 6,6 toneladas ou 14.000 libras de força.

Conclusão: Por que seu braço faz um cinto de segurança podre para seu filho

Em primeiro lugar, não há como colocar o braço na posição rápido o suficiente para funcionar como um cinto de segurança razoável. Você pode mexer com o cálculo acima para descobrir exatamente quanto tempo você teria, mas, basta dizer que é menos de um décimo de segundo.

Os reflexos do pai são bons, mas não são tão bons.

Mais importante ainda, nenhum exercício de braço pode prepará-lo para absorver o tipo de força que você precisa para impedir que seu filho voe contra o para-brisa. Lembre-se - as mesmas forças que seu filho experimenta voando para frente são as forças que qualquer bom cinto de segurança precisa suportar. Os cintos de segurança são projetados para suportar uma sacudida repentina de 1.000 libras de força. Seu braço não. Agora, uma vez que seu braço não está preso a nada, ele provavelmente cederia sob a força de seu passageiro e cairia fora. Mas se você teoricamente fixasse seu braço a meio metro de distância de seu filho, você quebraria todos os ossos do braço no momento em que seu filho fizesse o impacto. Leva apenas 900 libras de força para quebrar um fêmur. Seu mísero rádio e cúbito estourariam como galhos.

Portanto, use o cinto de segurança - suas armas são admiráveis, mas não são páreo para o poliéster e o náilon.

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