Fysiken förklarar varför säkerhetsbälten fungerar i en bilolycka och armarna inte fungerar

click fraud protection

Dina reflexer kan insistera på annat, men sanningen är att oavsett hur mycket du tränar är du värdelös i en bilolycka. Det där där du lägger armen framför ditt barn eller din fru? Det är en trevlig gest, men det är just det: en gest. Inom en bråkdels sekund som ditt fordon bromsar in från 40 miles per timme till noll, när din kropp rusar för att möta säkerhetsbältet eller vindrutan, kommer den armen inte att åstadkomma någonting. Men du når ut ändå. Varför? Mest för att lugna dig själv. Tyvärr visar en närmare titt på siffrorna hur komisk den typen av försäkran faktiskt är.

Varför fungerar inte en stark pappaarm ungefär lika bra som ett säkerhetsbälte, speciellt när du bara stannar kort vid rött ljus? För fysik. Tyvärr är kärlek den mäktigaste kraften i universum, men den har inte en chans mot fart. På någon nivå vet vi detta, men här är de faktiska detaljerna om hur det hela fungerar.

Fysiken i en bilolycka

Låt oss säga att du kör en medelstor bil i cirka 40 miles per timme, när du plötsligt kör i ett träd och stannar helt. Bilen själv kommer att uppleva 240 000 lbs eller 120 ton kraft.

Vi vet detta tack vare en praktisk ekvation: F= -½ mv^2/d. Det vill säga att medelkraften som ett objekt upplever kan beräknas genom att multiplicera objektets massa och hastighet, multiplicera det med -½, kvadrera lösningen och sedan dividera med stoppsträckan.

Vi kan tillämpa samma principer för att ta reda på vilken typ av krafter passagerarna kan uppleva i en krasch. I vårt exempel ovan skulle en vuxen som väger cirka 150 lbs uppleva 4 ton kraft; ett barn som väger 50 lbs skulle möta cirka 1,3 ton kraft. Viktigt är att ett av de bästa sätten att förmedla den kraften är att ändra stoppsträckan. Eftersom "d" är i nämnaren i vår ekvation, betyder större stoppavstånd mindre krafter.

Så... Vad gör ett säkerhetsbälte?

Ovanstående siffror gäller endast om vuxen och barnet reser samma sträcka som bilen innan de stannar, vilket är vad som skulle hända om passagerarna var klistrade vid sina säten eller bar selar som inte sträckte sig som höll dem helt i synk med bilen från början till slut. Så är det nästan aldrig. De flesta säkerhetsbälten är töjbara, som lägger till cirka 50 procent till bilens stoppsträcka. Det är bra, för om barnet i vår krasch gick från 40 mph till noll på 1,5 fot i stället för 1 fot, skulle han uppleva 1 000 färre pund av kraft.

(Om du inte tror oss, här är ett onlineverktyg som låter dig bråka med bilkrascher).

Vad skulle hända om jag inte använde ett säkerhetsbälte?

Kul att du frågade. Du skulle inte vara synkroniserad med bilen – du skulle åtminstone inte hamna på det sättet. För när bilen färdas i 40 miles per timme, så gör du det också. Men medan bilen stannar under loppet av en fot när motorhuven faller in, kommer du att flyga in i vindruta eller ratt i 40 miles per timme, anländer till ett fullständigt stopp under loppet av bara några få tum. Studier tyder på att säkerhetsbälten ökar stoppsträckan ungefär 5 gånger, så det är inte orimligt att anta att utan säkerhetsbälte ett olyckligt barn i vårt scenario får bara cirka 0,2 fot att bromsa från 40 till 0 miles per timme - vilket utsätter honom för 6,6 ton eller 14 000 lbs tvinga.

Bottom-line: Varför din arm gör ett ruttet säkerhetsbälte för ditt barn

Först och främst, det finns inget sätt att du kommer att kunna få din arm i position tillräckligt snabbt för att den ska fungera som ett rimligt säkerhetsbälte. Du kan bråka med ovanstående beräkning för att ta reda på exakt hur mycket tid du skulle ha, men det räcker med att säga att det är mindre än en tiondels sekund.

Pappas reflexer är bra, men de är inte så bra.

Ännu viktigare, inget armträning kan förbereda dig att absorbera den typ av kraft som du skulle behöva för att hindra ditt barn från att flyga in i vindrutan. Kom ihåg att samma krafter som ditt barn upplever när de flyger framåt är de krafter som ett bra säkerhetsbälte behöver tåla. Säkerhetsbälten är utformade för att hantera ett plötsligt stöt på 1 000 lbs av kraft. Din arm är det inte. Nu, eftersom din arm inte är säkrad till någonting, skulle den förmodligen ge sig under din passagerares kraft och floppa iväg. Men om du teoretiskt skulle säkra din arm 1,5 fot från ditt barn, skulle du bryta varenda ben i din arm i samma ögonblick som ditt barn slog igenom. Det krävs bara 900 lbs kraft för att bryta ett lårben. Din ynka radie och ulna skulle knäppa som kvistar.

Så håll dig med ett säkerhetsbälte - dina vapen är beundransvärda, men de passar inte för polyester och nylon.

Denna fantastiska sci-fi-show för barn rycktes från Paramount Plus - nu gör den en massiv comeback på NetflixMiscellanea

2023 har streaming-tv-spelet för familjer varit dåligt. Mitt i mycket osäkerhet och turbulens i underhållningsbranschen har streamers som Disney+ och Paramount+ utan ceremonier dragit ur kontakten ...

Läs mer

Star Trek: Prodigy Blu-ray Giveaway-reglerMiscellanea

Lanserades 2021, en av de mest uppriktiga och validerande sci-fi-äventyrsshowerna för barn var Star Trek: Prodigy. Utspelar sig i det expansiva Star Trek-universumet, den här animerade showen - frå...

Läs mer

Det kan vara din sista chans att se pandor i det luddiga köttetMiscellanea

Det är svårt att minnas en tid då djurparker i USA inte hade pandor. Det har gått mer än 50 år sedan jättepandor Ling-Ling och Hsing-Hsing gavs till USA som gåva, säger Smithsonians National Zoo &a...

Läs mer