Airbag. Kollisjonsputen og bevegelsesmengden

I dag ser vi stadig i media at antall trafikkulykker har økt, om de er forårsaket av menneskelige feil, mangel på veivedlikehold eller mekanisk svikt i biler. Det vi ser er at mer og mer bilindustrien blir tvunget, både av myndigheters regulatoriske tiltak og av spørsmål om markedsføring, å vedta sikkerhetsmekanismer som bedre kan beskytte bilpassasjerer i tilfelle en kollisjon.

Hvis vi ser nøye, er de vanligste tiltakene som næringer tar, i forhold til å bygge biler med sikrere strukturer, som f.eks kollisjonsputer, sterkere og mer effektive setebelter og tryggere seter.

Når det oppstår en kollisjon, enten det er mellom to biler eller mellom et kjøretøy og en fast konstruksjon (for eksempel vegg), er det alltid en variasjon i bevegelsesmengden til bilens passasjerer. La oss for eksempel anta at den totale massen (bil + passasjerer) av et kjøretøy er 800 kg og at det kjører med en hastighet på 15 m / s (54 km / t). Bevegelsesmengden til dette settet er 12.000 kg.m / s. En sjåfør som har en masse på 70 kg, inne i bilen, vil ha en bevegelsesmengde på 1.050 kg.m / s.

La oss anta nå at bilen kolliderer med en vegg. På veldig kort tid går hastigheten til null, og dermed skal impulsen som føreren lider være 1050 kg.m / s, noe som ikke er noe annet enn hans variasjon i bevegelsesmengden. Jo større hastighet på kjøretøyet før kollisjonen, jo større trengsel trengs for å stoppe sjåføren.

Måten kjøretøyet er bygget på er en avgjørende faktor for sikkerheten til passasjerene. Bransjen søker å utvikle prosjekter som gir lengst mulig kollisjonstid, siden produktet for hver kollisjon .t vil være konstant. Jo lengre kollisjonstid, desto mindre kraft vil være og derfor mindre sjanse for skade på bilens passasjer. I tillegg til å forbedre bilens struktur, kan også sikkerhetsinnretninger installeres.

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)

Et av de mest effektive utstyrene for å forhindre skader fra krasj er kollisjonspute. Plassert mellom forsetene og dashbordet eller på sidene, blåser det raskt opp når det oppstår en voldsom retardasjon. I tilfelle frontale kollisjoner, krasjer føreren inn i kollisjonspute, som er mye mer fleksibelt enn dashbordet.

Vurder to identiske kollisjoner, men husk at bilen bare har en kollisjonspute i en av situasjonene. Driver x kollisjonspute kollisjon varer mye lenger enn fører x panel kollisjon. For begge tilfeller er variasjonen i førerens bevegelsesmengde den samme, men tiden det tar å stoppe er mye lenger i situasjonen med kollisjonspute, noe som resulterer i mindre styrke. I numeriske termer er kollisjonspute kan øke kollisjonstiden opptil ti ganger. Typiske stoppetider vil være 0,05 sekunder uten kollisjonspute og 0,5 sekund med kollisjonspute. Med disse tider og dataene ovenfor, ville vi ha for sjåføren:

Pfør= mvfør

Pfør= 70 x 15 = 1050 kg.m / s

Pseinere=0

∆p = 0-1,050 = -1,050 kg.m / s

Som

Med kollisjonspute, vi ville ha:

og uten kollisjonspute:

Kraften som virker på føreren er ti ganger mindre når man sammenligner situasjonen med og uten kollisjonspute. Kraften som er beregnet ovenfor er den gjennomsnittlige kraften som virker i tidsintervallet kollisjonen med kollisjonspute eller med dashbordet.


Av Domitiano Marques
Uteksamen i fysikk

Vil du referere til denne teksten i et skole- eller akademisk arbeid? Se:

SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Kollisjonsputer"; Brasilskolen. Tilgjengelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/airbags.htm. Tilgang 27. juni 2021.

Elektrisk kraft: hva er det og hvordan du bruker formelen

Elektrisk kraft: hva er det og hvordan du bruker formelen

Elektrisk kraft er samspillet mellom tiltrekning eller frastøt generert mellom to ladninger på gr...

read more
Magnetic Force: formel, regler og øvelser

Magnetic Force: formel, regler og øvelser

I fysikk er den magnetiske kraften (Fm), også kalt Lorentz Force, representerer tiltreknings- og ...

read more
Konvergerende og divergerende linser

Konvergerende og divergerende linser

Konvergerende eller divergerende linser er endelige og gjennomsiktige medier, med minst en av ove...

read more