سرعت برخورد خودرو خلاصه می شود. تئوری برخورد

چنین نظر عجیبی وجود دارد که در هنگام برخورد از جلو، سرعت ها "با هم جمع می شوند". در خبری مبنی بر تصادف، یکی از نمایندگان پلیس سرعت خودروها را 100 کیلومتر بر ساعت یعنی در مجموع 200 کیلومتر بر ساعت اعلام کرد. خوب، بله، در مجموع: 100 + 100 = 200. شما نمی توانید با آن بحث کنید. و پس از آن چه؟

البته آنچه جالب است اعداد نیست، بلکه پیامدهای واقعی اعتصاب است. و شما باید نه فقط 100 و 200 بلکه مثلاً عواقب برخورد با دیوار بتنی را مقایسه کنید. بنابراین، در تصادف شاخ به شاخدو ماشین های یکساندر سرعت یکسان 100 کیلومتر در ساعت، هر اثر برای هر یک از این دو خودرو، همانطور که بسیاری معتقدند، مانند برخورد با دیوار بتنی با سرعت 200 کیلومتر در ساعت خواهد بود. و به نظر من این یک تصور غلط بسیار خطرناک است. اگر با سرعت 100 کیلومتر در ساعت وارد دیوار بتنی شوید، تأثیر یکسان خواهد بود. دقیقا 100 تا نه 200!

به طور کلی، اضافه کردن بی رویه اعداد یادآور کارتون «جوخه آمریکا: پلیس جهانی» است. در آن، درباره برخی حملات تروریستی وحشتناک، چیزهایی از این قبیل گفتند: "این 10 برابر بدتر از 11 سپتامبر خواهد بود." سپس یکی گفت: "9110 نوعی وحشت است!" من نمی توانم صحت را تضمین کنم، اما معنی آن تغییر نکرده است. 911 چی؟ 9110 چی؟ بنابراین اینجا - 200 کیلومتر در ساعت از چه چیزی؟ نسبت به خورشید، ما معمولاً با سرعت 30 کیلومتر بر ثانیه حرکت می کنیم و هیچ چیز. علاوه بر این، اگر تا 200 کیلومتر در ساعت شتاب بگیرید و سپس به آرامی ترمز کنید، اتفاقی که می افتد مانند برخورد ناگهانی به یک بلوک بتنی نیست. آن ها این سرعت مهم نیست، بلکه زمان لازم برای کاهش سرعت است. حداکثر شتابی که افراد داخل خودرو در هنگام ترمزگیری، ضربه و غیره تجربه می کنند.

احتمالاً افکاری در مورد اضافه کردن سرعت ها در ارتباط با خاطرات باقی مانده از فیزیک به ذهن خطور می کند. اما هیچ کس بدون فکر سرعت را در آنجا اضافه نمی کند. بقای انرژی وجود دارد، پایستگی حرکت وجود دارد. شتاب دهنده هایی در پرتوهای برخوردی وجود دارد. اما ما به رفتار سیستم های بدن علاقه مند نیستیم، بلکه به "احساسات" یک بدن علاقه مندیم. احساس بدن حداکثر شتاب خواهد بود و نه کل انرژی-جرم- تکانه.

در مورد ضربه با بلوک بتنی و در صورت برخورد با خودروی روبرو، از نظر عملی می توان زمان کاهش سرعت را یکسان فرض کرد. و شتاب ها یکسان خواهد بود. این بدان معناست که فرقی نمی‌کند با چه چیزی رانندگی می‌کنید - یک بلوک سیمانی یا همان ماشینی که با همان سرعت به سمت یک فرد مقابل می‌رود. در اینجا هیچ افزایش سرعتی وجود ندارد و نمی تواند باشد. این یک توهم و یک توهم بسیار خطرناک است، اکنون به راحتی قابل مشاهده است.

البته، باید درک کنید که ضربه ی نگاهی بهتر از ضربه مستقیم سر به سر است. که به جای ضربه ای که می آید، بهتر است ضربه زدن به ماشین عبوری را ترجیح دهید - نرم تر است. این که ضربه به ماشین عبوری نرمتر از ضربه به بلوک سیمانی در حال عبور است. به طور کلی، مهم است که بفهمیم چه خطراتی در کمین جاده هاست و ببینیم کدام یک از آنها وحشتناک تر و کدام کمتر هستند. برای حفظ جان و سلامتی خود باید انتخاب کنید. برای انتخاب آگاهانه به دانش نیاز دارید. اما آنها را به ما نمی دهند. چه می توانم بگویم: حتی افسران پلیس راهنمایی و رانندگی، افرادی که به طور مستقیم با ایمنی ترافیک در ارتباط هستند، آنها را ندارند.

به طور کلی پذیرفته شده است که در سرعت برخورد از جلوماشین ها جمع می شوند و در برخورد با دیوار بتنی با همان سرعت کلی نتیجه یکسان خواهد بود. اما آیا این است؟ MythBusters تصمیم گرفتند با انجام سه تست تصادف و تصادف با چهار ماشین دوو نوبیرا، آزمایشی را برای اثبات حقیقت انجام دهند.

« ...یادت میاد چطوری دوتا ماشین رو جلوی هم هل دادیم وقتی سرعت هر کدومشون 80 کیلومتر بر ساعت بود. و شما گفتید اگر یکی از آنها با سرعت 160 کیلومتر در ساعت به دیوار برخورد کند، همین اتفاق می افتد. هواداران عصبانی شدند، عصبانی شدند، گفتند شما اشتباه کردید.

آنها استدلال کردند که برخورد دو خودرو با سرعت 80 کیلومتر در ساعت معادل برخورد یکی از آنها با دیوار با سرعت 160 کیلومتر در ساعت نیست. و معادل آن این است که یکی از آنها با سرعت 80 کیلومتر در ساعت وارد دیوار شود. پس چی میگی؟

- فکر کنم باید بررسی کنیم.

- بیا بررسی کنیم

بنابراین، مناقشه حول قانون سوم نیوتن شکل می گیرد: هر عملی عکس العملی برابر و مخالف دارد.

- و هواداران چه می خواهند؟ آنها از ما می خواهند که از دو ماشین فول سایز استفاده کنیم. اما من فکر می کنم ما باید قوانین فیزیک را با یک آزمایش کامل روشن کنیم.

- تحت شرایط کنترل شده تر.

- دقیقا!

- و بعد با این ماشین ها تصادف می کنیم.».

(با صرف نظر از جزئیات، فرض کنید که نتیجه آزمایش در آزمایشگاه نشان می دهد که احتمالاً طرفداران درست گفته اند).

ویدیوی شماره 1 به زبان روسی از MythBusters ("MythBusters")

آیا سرعت در برخورد از جلو افزایش می یابد؟

https://www.youtube.com/v/RowK7Ytv9Ok

اما این البته کافی نبود. زمان تصادف با اتومبیل های واقعی فرا رسیده است که نتایج آزمایش را در این زمینه تأیید می کند. محل برگزاری: آریزونا

آنها برای آزمایش "دوو نوبیرا" را انتخاب کردند که قرار است با سرعت 80 کیلومتر در ساعت به دیوار کوبیده شود.

1280 فوت طول مسیر نوبیرا تا دیوار است. البته، ماشین بدون راننده خواهد بود و با استفاده از برق شتاب می گیرد - ریل برای همین است. بر صندلی عقبو در صندوق عقب نصب می شود دستگاه خاص، که تمام داده ها را ثبت می کند. به طور کلی چیزی شبیه جعبه سیاه در هواپیما.

بنابراین، طول کل "نوبیرا" 15 فوت است.

https://www.youtube.com/v/dMVeq6P5s9E

ویدئوی شماره 2 با موضوع: "آیا سرعت در برخورد از جلو جمع می شود؟"

پس از برخورد، طول خودرو به 11 فوت کاهش یافت. و من فوراً به شما می گویم که اگر با سرعت 100 مایل در ساعت با این ماشین به دیوار برخورد کنیم، آسیب بسیار بیشتر خواهد بود.

بنابراین اکنون همان دیوار، همان ماشین (فقط رنگ زرد) - و سرعت 160 کیلومتر در ساعت.

بیایید ببینیم تراکم در سرعت 160 کیلومتر در ساعت چقدر قوی خواهد بود. ما به سادگی لال شدیم: اندازه "نوبیرا" نصف شده است. 15 فوت بود - حالا 8!

بنابراین ما تصور می کنیم که اگر سرعت را دو برابر کنید، آسیب دو برابر می شود. اما فیزیک چیز دیگری به ما می گوید: اگر سرعت دو برابر شود، آسیب تقریباً چهار برابر می شود!!!

سنسورهای ما ثبت کردند که ضریب نیروی واکنش در حالت دوم (100 مایل در ساعت) نسبت به حالت اول (80 کیلومتر در ساعت) بیش از سه برابر افزایش یافت.

به طور خلاصه، فیزیک در هنگام برخورد در کار است، اما برای درک عواقب آن، لازم نیست دانشمند باشید. خودروها، یا بهتر است بگوییم وضعیت آنها، حرف خود را می زند.

اما، وقت آن است که به رویداد اصلی برویم: اگر اتومبیل ها در یک حمله از جلو، با سرعت هر یک از آنها 80 کیلومتر در ساعت با هم برخورد کنند، چه شکلی خواهند بود؟

بر کسی پوشیده نیست که افسانه های زیادی در رابطه با ایمنی خودرو وجود دارد. انجمن ها، ژورنال های زنده و بحث های آفلاین مملو از توصیه هایی در مورد اینکه کدام خودرو ایمن تر است و بهترین رفتار در آن موقعیت اضطراری. بسیاری از این نکات، اگر بی فایده نباشند، بی معنی هستند - یک فرد خرید یک ماشین "پنج ستاره" را مطابق با EuroNCAP توصیه می کند، اما نمی تواند توضیح دهد که چرا، چگونه، و معنای واقعی این ستاره ها چیست. به طور خاص، عملاً هیچ کس نمی داند که چگونه "ستاره ها" با احتمال آسیب جدی در تصادف با یک نوع خاص و با سرعت خاص ارتباط دارند. واضح است که هر چه تعداد ستاره ها بیشتر باشد بهتر است، اما چقدر "بهتر" است و حد مطمئن کجاست؟ کاربر LiveJournal 0serg شمارش کردچگونه، در چه چیزی و کجا امن تر است سقوط کند ، و تئوری "ستارگان" EuroNCAP را به smithereens شکست.

یکی از افسانه های بسیار رایج این است که اغلب، وقتی صحبت از برخورد از جلو اتومبیل ها می شود، سرعت این اتومبیل ها با هم جمع می شود. واسیا با سرعت 60 کیلومتر در ساعت رانندگی می کرد و پتیا با سرعت 100 کیلومتر در ساعت از خط مقابل به سمت او پرواز کرد ، ضربه - خوب ، شما خودتان متوجه می شوید که در سرعت 100+60 = 160 کیلومتر در ساعت چه چیزی از اتومبیل ها باقی مانده است. .. این یک اشتباه فاحش است. واقعی" سرعت موثرتاثیر" برای خودروها معمولاً تقریباً خواهد بود میانگین حسابیسرعت Vasya و Petya - یعنی. نزدیک 80 کیلومتر در ساعت. و این سرعت (و نه میانگین 160) است که منجر به خراب شدن ماشین ها و تلفات می شود.

"اساسا" آنچه اتفاق می افتد را می توان اینگونه توضیح داد: بله، در هنگام ضربه، انرژی دو ماشین خلاصه می شود - اما دو ماشین نیز آن را جذب می کنند، بنابراین هر ماشین فقط نیمی از کل انرژی ضربه را تشکیل می دهد. محاسبه صحیح آنچه در هنگام ضربه اتفاق می افتد حتی برای یک دانش آموز نیز قابل دسترسی است، اگرچه نیاز به نبوغ و تخیل خاصی دارد. بیایید تصور کنیم که در لحظه برخورد، خودروها در امتداد یک بزرگراه صاف و بدون مقاومت در حال لغزش هستند (با در نظر گرفتن اینکه ضربه در زمان بسیار کوتاهی رخ می‌دهد و نیروهای ضربه‌ای وارد بر خودروها بسیار بیشتر از نیروهای اصطکاک ناشی از آسفالت است). حتی با ترمزهای شدید، این فرض را می توان کاملاً منصفانه در نظر گرفت). در این مورد، حرکت بر اثر ضربه به طور کامل توسط یک نیروی منفرد - نیروی مقاومت بدنه های فلزی خرد شده - توصیف می شود. این نیرو، طبق قانون سوم نیوتن، برای هر دو خودرو یکسان است، اما در جهت مخالف هدایت می شود.

بیایید به طور ذهنی یک ورق کاغذ نازک و بی وزن را بین دستگاه ها قرار دهیم. هر دو نیروی مقاومت (ماشین اول و دوم) "از طریق" این ورق عمل خواهند کرد، اما از آنجایی که این نیروها برابر و مخالف هستند، به طور کامل یکدیگر را خنثی می کنند. و بنابراین، در کل ضربه، ورق ما با شتاب صفر حرکت می کند - یا به عبارت دیگر، با سرعت ثابت. در سیستم مختصات اینرسی مرتبط با این ورق، به نظر می رسد هر دو اتومبیل از طرف های مختلف به این ورق بی حرکت برخورد می کنند - تا زمانی که متوقف شوند یا (در همان زمان) از آن دور شوند. آیا تکنیک EuroNCAP را به خاطر دارید که در آن اتومبیل ها با یک مانع ثابت برخورد می کنند؟ زدن "ورق کاغذ" فرضی ما در ما سیستم خاصمختصات معادل برخورد با یک بلوک بتنی عظیم با همان سرعت خواهد بود.

چگونه سرعت یک ورق کاغذ را محاسبه کنیم؟ این بسیار ساده است - فقط مکانیزم برخوردها را از برنامه درسی مدرسه به خاطر بسپارید. در نقطه ای، هر دو خودرو نسبت به سیستم مختصات ورق کاغذ "ایست می کنند" (این در لحظه ای اتفاق می افتد که ماشین ها شروع به پرواز می کنند. طرف های مختلف) که به ما اجازه می دهد قانون بقای تکانه را بنویسیم. با در نظر گرفتن جرم یک ماشین m1 و سرعت v1 و دیگری – m2 و سرعت v2، سرعت یک ورق کاغذ v را با استفاده از فرمول بدست می آوریم.

(m1+m2)*v = m1*v1 - m2*v2

v = m1/(m1+m2)*v1 - m2/(m1+m2)*v2

برای برخورد در جهت "دنبال"، سرعت ماشین دوم باید با علامت "منفی" در نظر گرفته شود.
سرعت های نسبیماشین آلات نسبت به کاغذ (یعنی "سرعت ضربه معادل بر روی یک بلوک بتنی") به ترتیب برابر هستند

u1 = (v1-v) = m2/(m1+m2) * (v1+v2)

u2 = (v+v2) = m1/(m1+m2) * (v1+v2)

بنابراین، "سرعت معادل" ضربه از جلودر واقع با مجموع سرعت خودروها متناسب است - با این حال، با یک "ضریب تصحیح" خاص که نسبت جرم خودروها را در نظر می گیرد، گرفته می شود. برای خودروهایی با جرم مساوی 0.5 است، یعنی. سرعت کل باید به نصف تقسیم شود - که "میانگین حسابی" ذکر شده در ابتدای یادداشت را به ما می دهد که برای چنین تصادفاتی معمول است. در صورت تصادف خودرو وزن های مختلفتصویر به طور قابل توجهی متفاوت خواهد بود - یک ماشین "سنگین" کمتر از یک "سبک" آسیب می بیند و اگر تفاوت جرم به اندازه کافی بزرگ باشد ، تفاوت عظیم خواهد بود. این یک وضعیت معمولی برای تصادفات کلاس "یک ماشین با کامیون بارگیری شده تصادف کرد" است - عواقب چنین ضربه ای برای یک ماشین نزدیک به عواقب ضربه با سرعت "کل" است ، در حالی که "کامیون" فرار می کند. آسیب جزئی، زیرا برای او، "سرعت ضربه معادل" برابر با یک دهم یا حتی یک بیستم سرعت کل است.

بنابراین، ما یاد گرفته ایم که "سرعت ضربه معادل" را با استفاده از یک فرمول بسیار ساده محاسبه کنیم: شما باید سرعت ها را اضافه کنید (برای تاثیر در در همین راستا- تفریق کنید)، و سپس تعیین کنید که چه نسبتی از جرم خودروی ANOTHER’S از مجموع جرم خودروهای شما است و این ضریب را در سرعت محاسبه شده ضرب کنید. مقادیر ضرایب تخمینی:

خودروهای تقریباً هم وزن: 0.5

ساب کامپکت در مقابل خودروی سواری: ساب کامپکت 0.6، خودروی سواری 0.4

ساب کامپکت در مقابل جیپ: ساب کامپکت 0.75، جیپ 0.25

ماشین در مقابل جیپ: ماشین 0.65، جیپ 0.35

ماشین در مقابل کامیون: ماشین > 0.9، کامیون<0.1

جیپ در مقابل کامیون: جیپ > 0.8، کامیون<0.2

به عنوان مثال، یک جیپ پورشه کاین با وزن 2.5 تن در یک تقاطع با سرعت 100 کیلومتر در ساعت با یک فورد فوکوس II به وزن 1.3 تن تصادف می کند که به تازگی گردش به چپ را آغاز کرده است. سرعت کل 100 کیلومتر در ساعت، سرعت ضربه معادل برای کاین 35 کیلومتر در ساعت و برای FF 65 کیلومتر در ساعت است.

تهدید اصلی برای جان راننده در صورت ضربه (در صورت بستن کمربند ایمنی) با تغییر شکل فضای داخلی خودرو تعیین می شود. این تغییر شکل، به نوبه خود، تقریباً متناسب با انرژی ضربه جذب شده است. و این انرژی با فرمول خوب قدیمی «در نصف مجذوریم» تعیین می‌شود، یعنی. در حال حاضر برای 80 کیلومتر در ساعت، 1.5 برابر بیشتر از انرژی "اسمی" EuroNCAP، در 100 کیلومتر در ساعت - 2.5 برابر بیشتر، در 120 کیلومتر در ساعت - 3.5 برابر بیشتر، در 140 کیلومتر در ساعت - تقریبا 5 برابر خواهد بود. بیشتر.

از همین رو آرایمنی واقعی "ستاره های" EuroNCAP تنها با سرعت ضربه موثر کمتر از 80 کیلومتر در ساعت تضمین می شود!

به عبارت دیگر، هر چیزی با سرعت بالای 80 کیلومتر در ساعت به طور بالقوه تهدید کننده زندگی است. صرف نظر از نوع ماشین. "مسابقه های بدبخت" در اتومبیل های گران قیمت واقعاً فقط با "عوامل کاهش" ذکر شده در بالا نجات پیدا می کنند - حتی با سرعت کلی 200 کیلومتر در ساعت، نشان داده شده است که آنها معمولاً سرعت مؤثر یک ماشین بسیار سنگین تر را به 80 کیلومتر در ساعت کاهش می دهند. ساعت یا کمتر و ترمزها معمولاً به شما امکان می دهند حداقل 20-30 کیلومتر در ساعت (و اغلب - بیشتر) را در آخرین لحظه کاهش دهید - از این رو ایمنی ظاهری جیپ های گران قیمت است. اما اگر به یک مانع ثابت و ثابت یا یک کامیون برخورد کنید، همه چیز بسیار بدتر خواهد شد. قدرت یک خودرو در سرعت 100 کیلومتر در ساعت یک مفهوم بسیار نسبی است! سرعت تا 80 کیلومتر در ساعت در خودروهای مدرن عملاً در هر شرایطی ایمن است، اما راننده ای که با سرعت 140+ کیلومتر در ساعت پرواز می کند به احتمال زیاد یک قاتل یا خودکشی است.

لازم به ذکر است که این ویژگی با یک افسانه مشخص در مورد "ایمنی پایین" خودروهای سواری، به ویژه خودروهای کوچک و آنهایی که در روسیه ساخته شده اند، مرتبط است. معمولاً در تأیید این موضوع، نمونه‌های شیوای برخورد رودرروی چنین خودرویی با خودروهای اجرایی یا جیپ آورده می‌شود - اما به اعتقاد من، شما اکنون حدس می‌زنید که دلیل اصلی چنین کابوس‌هایی آنقدرها هم نیست. "استحکام کم" این خودروها، اما وزن کم، که پس از آن عواقب یک ماشین سبک قطعا چندین برابر عواقب یک ماشین سنگین خواهد بود. کیفیت ایمنی غیرفعال خودرو در چنین ضربه هایی در حال محو شدن در پس زمینه است. با این حال، در تمام تصادفات دیگر (فرار از بزرگراه، برخورد با کامیون، برخورد با خودروی تقریباً مشابه)، وضعیت تقریباً به این اندازه دراماتیک نخواهد بود. برای خودروهای سنگین، ملاحظات دقیقاً برعکس صادق است.

به طور خلاصه - در مورد کمربندهای ایمنی بسته نشده است. هنگام برخورد با مانع، یک فرد بدون کمربند با سرعتی تقریباً برابر با سرعت موثر ضربه به سمت فرمان پرواز می کند. سرعتی که فردی که از طبقه پنجم ساختمان می افتد در هنگام برخورد با زمین کمتر از 60 کیلومتر بر ساعت است. حدود نیمی زنده می مانند. سرعتی که فرد هنگام سقوط از طبقه نهم به دست می آورد حدود 80 کیلومتر بر ساعت است. فقط تعداد کمی زنده می مانند. کیسه‌های هوا و موقعیت مناسب به کاهش عواقب کمک می‌کنند (احتمال بقا در 60 کیلومتر در ساعت و در 80 واقعی‌تر می‌شود)، اما من زیاد روی آنها حساب نمی‌کنم. به معنای واقعی کلمه به اضافه 40 کیلومتر در ساعت به مقدار نسبتاً ایمن (که همانطور که قبلاً اشاره کردم در تصادفات معمولی نزدیک به 60 است) - و شما یک جسد تضمین شده هستید، مهم نیست که چه کاری انجام می دهید و مهم نیست که سیستم ایمنی چقدر پیشرفته است. ماشین هست. حاشیه ایمنی برای کسانی که بسته شده اند بسیار بیشتر است - سرعت ایمن 100 کیلومتر در ساعت مثبت است و فراتر از این محدودیت ها چندان آسان نخواهد بود. در شرایط ناگوار (سقوط از کنار جاده یا زیر کامیون)، هر دو عدد باید به نصف تقسیم شوند.

نکات کاربردی:

1. زیاد سرعت نگیرید. شانس مرگ پس از 120 کیلومتر در ساعت بسیار سریع افزایش می یابد، اگرچه برای وسایل نقلیه سنگین حد بالایی ایمن معمولاً کمی بالاتر است - متأسفانه، به قیمت ایمنی دیگران.

2. اگر از آن فراتر رفتید، دست و پنجه نرم کنید. اگرچه در سرعت های نسبتاً پایین (0-100) بدون کمربند ایمنی، شانس زنده ماندن بسیار خوبی وجود دارد، در محدوده سرعت 100-140 در تصادف، افراد بدون کمربند اغلب = اجساد.

3. یک وسیله نقلیه مدرن و سنگین تقریباً همیشه به طور قابل توجهی ایمن تر است. در تصادفات با وسایل نقلیه سبک تر. این ملاحظات در مورد تصادفات مربوط به کامیون ها یا جاده های روان اجرا نمی شود. فقط فراموش نکنید که یک جرم بزرگ همیشه ایمنی غیرفعال ضعیف را جبران نمی کند - یک ماشین قدیمی از 20 سال پیش بسیار بدتر از ماشین های مدرن 4-5 ستاره است که می تواند در تصادف آن را نجات دهد.

4. برخورد با مانع سنگین ثابت کنار جاده برای ماشین سنگین خطرناکتر از برخورد رو به رو است. برای یک ماشین سبک برعکس است.

5. ضربه به خودروی ساکن و حتی بیشتر از آن روی خودرویی که در همان جهت حرکت می کند همیشه زیادایمن تر از برخورد با یک مانع سنگین ثابت در کنار جاده.

6. اگر دیدید که تصادفی در شرف وقوع است و برای طفره رفتن خیلی دیر شده است، طبق قوانین راهنمایی و رانندگی ترمز کنید. تلاش برای رفتن به کنار جاده بدون کاهش سرعت معمولاً حداقل به همان اندازه خطرناک است.

7. تنها استثناء در مورد 6 زمانی است که یک کامیون با سرعت بالا در سر شما پرواز می کند - در اینجا بهتر است هر کاری می خواهید انجام دهید، اما از مسیر خود خارج شوید. اما من هرگز در زندگی واقعی با این وضعیت روبرو نشده ام (و برای اینکه با سرعت زیاد داخل کامیون ها پرواز نکنم - به نقطه 1 مراجعه کنید).

افسانه های قابل قبول زیادی در بین علاقه مندان به خودرو در گردش است که تعداد زیادی از مردم به آن اعتقاد دارند. ما قبلاً بیش از یک بار در صفحات نشریه خود درباره بسیاری از اسطوره ها نوشته ایم. امروز می خواهیم در مورد رایج ترین افسانه صحبت کنیم - در مورد اضافه شدن سرعت دو اتومبیل در هنگام برخورد از جلو. بیایید یک بار برای همیشه این افسانه را از بین ببریم.

به نوعی اتفاق افتاد که بسیاری از مردم بر این باورند که اگر دو اتومبیل رو به رو با هم برخورد کنند، انرژی ضربه مطابق با . یعنی همانطور که بسیاری از علاقه مندان به خودرو معتقدند، برای اینکه بفهمید یک ضربه از جلو چقدر قوی خواهد بود، باید سرعت هر دو خودروی درگیر در تصادف را با هم جمع کنید.

برای درک اینکه این یک افسانه است و برای محاسبه نیروی برخورد از جلو و عواقب آن برای خودروهای درگیر در چنین تصادفی، باید مقایسه زیر را انجام دهید.

بنابراین، بیایید عواقب خودروها را در تصادفات مختلف با هم مقایسه کنیم. به عنوان مثال هر خودرو با سرعت 100 کیلومتر در ساعت به سمت یکدیگر در حال حرکت است و سپس از رو به رو با یکدیگر برخورد می کنند. آیا فکر می‌کنید عواقب برخورد از جلو جدی‌تر از برخورد با همان سرعت خواهد بود؟ اگر به افسانه ای متداول تکیه کنیم که برای چندین دهه در میان افرادی که فقط نیمی از آنها فیزیک می دانند (یا اصلاً با آن آشنایی ندارند) رواج داشته است، در نگاه اول عواقب برخورد از جلو دو خودرو با سرعت 100 را مشاهده می کنیم. کیلومتر در ساعت فاجعه بارتر از یک ماشین ضربه ای با همان سرعت در برابر دیوار آجری خواهد بود، زیرا ظاهراً نیروی ضربه از جلو بیشتر خواهد بود زیرا سرعت ماشین ها در این مورد باید اضافه شود. اما این درست نیست.

در واقع، نیروی برخورد از جلو بین دو خودرو با سرعت 100 کیلومتر بر ساعت، با همان نیرویی مطابقت دارد که هنگام برخورد با دیوار آجری با سرعت 100 کیلومتر در ساعت. این را می توان به دو صورت توضیح داد. یکی ساده است، که حتی برای یک دانش آموز قابل درک خواهد بود. دوم پیچیده تر است، که همه آن را درک نمی کنند.

پاسخ ساده

در واقع، کل انرژی ای که باید با خرد کردن فلز بدنه تلف شود، در برخورد رو به رو بین دو اتومبیل، دو برابر بیشتر از برخورد یک اتومبیل با دیوار آجری است. اما در برخورد رو به رو، فاصله بدنه فلزی هر دو خودرو له شده و فاصله بین آنها افزایش می یابد.

از آنجایی که خم شدن فلز جایی است که تمام این انرژی در آن جا می رود، دو برابر جذب دو ماشین جذب می شود، در مقابل برخورد با دیوار آجری که در آن انرژی جنبشی توسط یک ماشین جذب می شود.

بنابراین، میزان کاهش سرعت و نیروی برخورد از جلو در سرعت 100 کیلومتر در ساعت تقریباً مشابه با برخورد با دیوار ثابت آجری با سرعت 100 کیلومتر در ساعت خواهد بود. بنابراین، عواقب دو خودرویی که با سرعت یکسان حرکت می‌کنند و با هم برخورد می‌کنند، تقریباً به همان اندازه خواهد بود که یک خودرو با همان سرعت به دیوار ثابت برخورد کند.

یک پاسخ پیچیده تر

بیایید فرض کنیم که خودروها جرم یکسانی دارند، ویژگی‌های تغییر شکل یکسانی دارند و در زوایای کاملاً قائم با هم برخورد می‌کنند و دور از هم پرواز نمی‌کنند. فرض کنید هر دو خودرو در نقطه برخورد بایستند. بنابراین، به عنوان مثال، در حال حرکت با سرعت 100 کیلومتر در ساعت، هر خودرو در هنگام برخورد از سرعت 100 تا 0 کیلومتر در ساعت متوقف می شود. در این حالت، هر خودرو دقیقاً همان رفتاری خواهد داشت که اگر هر کدام از آنها با سرعت 100 کیلومتر بر ساعت با دیوار ثابت برخورد کرده باشند. در نتیجه، هر دو خودرو در یک برخورد کامل از جلو آسیب یکسانی دریافت خواهند کرد که گویی به دیوار برخورد می کنند.

برای درک اینکه چرا دقیقاً همان آسیب رخ می دهد، باید یک آزمایش فکری انجام دهید. برای این کار تصور کنید که دو خودرو با سرعت 100 کیلومتر در ساعت به سمت یکدیگر حرکت می کنند. اما در جاده بین آنها یک دیوار ضخیم، بسیار محکم و بی حرکت وجود دارد. حال تصور کنید که هر دو خودرو به طور همزمان از دو طرف به این دیوار خیالی برخورد کنند. در این لحظه، همه به طور همزمان از سرعت 100 کیلومتر در ساعت به صفر کیلومتر در ساعت می ایستند. از آنجایی که دیوار روی جاده بسیار مستحکم است، انرژی ضربه یک ماشین را به ماشین دیگر منتقل نمی کند. نتیجه این است که هر دو خودرو به طور جداگانه به دیوار ایستاده برخورد می کنند، بدون اینکه روی یکدیگر تأثیر بگذارند.

اکنون این آزمایش فکری را با دیواری که نازک‌تر و نه چندان محکم است، اما در برابر ضربه مقاوم است، تکرار کنید. در این حالت اگر ضربه از دو طرف به طور همزمان وارد شود، دیوار در جای خود باقی می ماند. حالا به جای دیوار یک ورقه لاستیک بادوام را تصور کنید. از آنجایی که دو اتومبیل به طور همزمان به آن برخورد می کنند، ورقه لاستیک در جای خود باقی می ماند زیرا هر دو اتومبیل در زمان برخورد همزمان لاستیک را در یک مکان نگه می دارند. اما یک ورقه نازک لاستیکی نمی تواند بر کاهش سرعت هیچ خودرویی تأثیر بگذارد، بنابراین حتی اگر یک ورقه لاستیکی را بین اتومبیل هایی که از رو به رو برخورد می کنند جدا کنید، هر اتومبیل همچنان از سرعت 100 کیلومتر در ساعت تا 0 کیلومتر در ساعت متوقف می شود. ضربه، یعنی دقیقاً مانند وقتی که یک اتومبیل با سرعت 100 کیلومتر در ساعت به دیوار محکم و ثابتی برخورد کند.

آیا انرژی ضربه و عواقب آن در برخورد با خودروی ساکن یا دیوار ثابت یکسان است؟

این یکی دیگر از افسانه های رایج در بین علاقه مندان به اتومبیل است که با این واقعیت مرتبط است که اگر با یک اتومبیل ایستاده با سرعت مثلاً 100 کیلومتر در ساعت برخورد کنید، نیروی ضربه دقیقاً همان خواهد بود که اتومبیل به داخل پرواز می کند. هوا با سرعت 100 کیلومتر در ساعت به یک دیوار ثابت وارد می شود. اما این هم درست نیست. این یک افسانه ناب است که مبتنی بر ناآگاهی از فیزیک ابتدایی است.

بنابراین، بیایید وضعیتی را تصور کنیم که در آن یک خودرو با سرعت 100 کیلومتر در ساعت در حال حرکت است و با سرعت کامل دقیقاً با همان خودروی ایستاده در جاده برخورد می کند. در لحظه برخورد، یک خودرو با ادامه حرکت خود، ماشین دیگر را هل می دهد. در نتیجه هر دو خودرو از محل برخورد دور خواهند شد. در لحظه برخورد، انرژی جنبشی با تغییر شکل بدنه هر دو خودرو جذب خواهد شد. یعنی انرژی ضربه نیز بین دو خودرو تقسیم خواهد شد. در صورت برخورد یک خودرو با دیوار ثابت با سرعت 100 کیلومتر در ساعت، فقط یک خودرو بدنه را تغییر شکل می دهد. بر این اساس، نیروی ضربه و عواقب آن برای خودرو بیشتر از زمانی خواهد بود که خودرویی با سرعت به خودروی دیگری که در حالت ایستاده است، برخورد کند.