Fyzika vysvetľuje, prečo bezpečnostné pásy fungujú pri autonehode a ruky nie

click fraud protection

Vaše reflexy môžu trvať na opaku, ale pravdou je, že bez ohľadu na to, koľko cvičíte, ste pri autonehode k ničomu. Tá vec, pri ktorej položíte ruku pred svoje dieťa alebo manželku? Je to pekné gesto, ale je to len tak: gesto. V zlomku sekundy, že vaše vozidlo spomaľuje zo 40 míľ za hodinu na nulu, keď sa vaše telo ponáhľa v ústrety bezpečnostnému pásu alebo čelnému sklu, táto ruka nič nedosiahne. Ale aj tak natiahneš ruku. prečo? Väčšinou preto, aby ste sa ubezpečili. Žiaľ, bližší pohľad na čísla naznačuje, aké komické je takéto uistenie v skutočnosti.

Prečo silné otcove paže nefungujú rovnako dobre ako bezpečnostný pás, najmä keď zastavujete len na červenú? Lebo fyzika. Láska je, žiaľ, najmocnejšia sila vo vesmíre, no proti hybnosti nemá šancu. Na určitej úrovni to vieme, ale tu sú skutočné podrobnosti o tom, ako to všetko funguje.

Fyzika autonehody

Povedzme, že idete priemerne veľkým autom rýchlosťou približne 40 míľ za hodinu, keď zrazu narazíte do stromu a úplne sa zastavíte. Samotné auto zažije silu 240 000 libier alebo 120 ton.

Vieme to vďaka šikovnej rovnici: F= -½ mv^2/d. To znamená, že priemernú silu, ktorú objekt zažíva, možno vypočítať vynásobením hmotnosti tohto objektu a rýchlosť, vynásobením -½, druhou mocninou riešenia a následným delením brzdnou dráhou.

Môžeme použiť rovnaké princípy, aby sme zistili, aké sily môžu cestujúci zažiť pri nehode. V našom vyššie uvedenom príklade by dospelý, ktorý váži asi 150 libier, zažil 4 tony sily; dieťa, ktoré váži 50 libier, by čelilo sile asi 1,3 tony. Dôležité je, že jedným z najlepších spôsobov, ako sprostredkovať túto silu, je zmeniť brzdnú dráhu. Keďže „d“ je v menovateli našej rovnice, väčšia brzdná dráha znamená menšie sily.

Takže... Čo robí bezpečnostný pás?

Vyššie uvedené hodnoty platia len vtedy, ak dospelý a dieťa prejdú rovnakú vzdialenosť ako auto pred zastavením, čo by sa stalo, keby pasažieri boli prilepení na svojich sedadlách alebo mali na sebe nenaťahovacie popruhy, ktoré ich udržiavali úplne v synchronizácii s autom od začiatku do konca. Takmer nikdy to tak nie je. Väčšina bezpečnostných pásov je typ naťahovania, ktorý pridáva asi 50 percent brzdnej dráhy auta. To je dobrá vec, pretože ak by dieťa pri našom náraze zrýchlilo zo 40 míľ za hodinu na nulu za 1,5 stopy namiesto 1 stopy, pocítilo by o 1 000 libier menej sily.

(Ak nám neveríte, tu je online nástroj čo vám umožní pohrať sa so silami pri autonehode).

Čo by sa stalo, keby som si nezapol bezpečnostný pás?

Som rád, že si sa opýtal. Ty by si nie byť v synchronizácii s autom – aspoň by ste tak neskončili. Pretože keď ide auto rýchlosťou 40 míľ za hodinu, idete aj vy. Ale kým sa auto zastaví na jednej nohe, keď sa jeho kapota prepadne, vy vletíte do čelné sklo alebo volant rýchlosťou 40 míľ za hodinu, pričom dôjde k úplnému zastaveniu v priebehu iba niekoľkých palce. Štúdie naznačujú, že bezpečnostné pásy predlžujú brzdnú dráhu asi 5-násobne, takže nie je nerozumné predpokladať, že bez bezpečnostného pásu nešťastné dieťa v našom scenári dokáže spomaliť zo 40 na 0 míľ za hodinu len asi 0,2 stopy – vystavíme ho hmotnosti 6,6 tony alebo 14 000 libier sila.

Zrátané a podčiarknuté: Prečo vaša ruka robí zhnitý bezpečnostný pás pre vaše dieťa

Po prvé, neexistuje spôsob, ako dostať ruku do pozície dostatočne rýchlo, aby fungovala ako primeraný bezpečnostný pás. Môžete si pohrať s vyššie uvedeným výpočtom, aby ste presne zistili, koľko času by ste mali, ale stačí to povedať je to menej ako jedna desatina sekundy.

Otcove reflexy sú dobré, ale nie sú také dobré.

Ešte dôležitejšie je, že žiadne cvičenie paží vás nemôže pripraviť na absorbovanie druhu sily, ktorú by ste potrebovali, aby zabránila vášmu dieťaťu vletieť do čelného skla. Pamätajte – rovnaké sily, ktoré vaše dieťa zažíva pri lete vpred, sú sily, ktorým musí odolať každý dobrý bezpečnostný pás. Bezpečnostné pásy sú navrhnuté tak, aby zvládli náhly náraz o sile 1 000 libier. Vaša ruka nie je. Teraz, keďže vaša ruka nie je k ničomu pripevnená, pravdepodobne by sa pod silou vášho spolujazdca poddala a prepadla. Ale ak by ste si teoreticky mali zaistiť ruku 1,5 stopy od svojho dieťaťa, zlomili by ste si každú kosť na ruke v momente, keď vaše dieťa zasiahlo. Na zlomenie stehennej kosti je potrebná len sila 900 libier. Váš úbohý rádius a lakťová kosť by praskli ako prútiky.

Držte sa bezpečnostného pásu – vaše zbrane sú obdivuhodné, no nevyrovnajú sa polyesteru a nylonu.

Toto leto prichádzajú nové súpravy Harry Potter Lego

Toto leto prichádzajú nové súpravy Harry Potter LegoRôzne

Harry Potter fanúšikovia všetkých vekových kategórií budú milovať najnovšie vydanie od Lego. Hračkárska spoločnosť práve oznámila, že päť nových S tematikou čarodejníckeho sveta sady sa dostanú na ...

Čítaj viac
Zábavné zápisy do Guinessovej knihy rekordov pre oteckov a deti

Zábavné zápisy do Guinessovej knihy rekordov pre oteckov a detiRôzne

Olympiáda bola skvelá pre inšpiráciu k veľkosti svetového rekordu – ale vaše dieťa možno nie je celkom pripravené na tréningový režim na úrovni Phelpsa (stále sú žartovné). Dobrá správa: Existuje v...

Čítaj viac
Vedúci školských obvodov ignorujú zákazy mandátu štátnej masky

Vedúci školských obvodov ignorujú zákazy mandátu štátnej maskyRôzne

Osem štátov zaviedlo zákazy maska ​​na tvár mandáty na verejných miestach, čím sa miestnym úradníkom odopiera možnosť implementovať základnú osvedčenú intervenciu v oblasti verejného zdravia, aj ke...

Čítaj viac