Dziś stale widzimy w mediach, że wzrosła liczba wypadków drogowych, czy są spowodowane błędami ludzkimi, brakiem utrzymania dróg czy awarią mechaniczną samochody. Widzimy, że coraz więcej przemysłu motoryzacyjnego jest zmuszane, zarówno przez rządowe środki regulacyjne, jak i przez problemy z marketing, aby przyjąć mechanizmy bezpieczeństwa, które mogą lepiej chronić pasażerów pojazdu w przypadku kolizji.
Jeśli przyjrzymy się bliżej, najczęstsze środki podejmowane przez branże dotyczą budowy samochodów o bezpieczniejszych konstrukcjach, takich jak: poduszki powietrzne, mocniejsze i wydajniejsze pasy bezpieczeństwa i bezpieczniejsze siedzenia.
Kiedy dochodzi do kolizji, czy to między dwoma pojazdami, czy między pojazdem a nieruchomą konstrukcją (na przykład ścianą), zawsze występuje różnica w zakresie ruchu pasażerów samochodu. Załóżmy na przykład, że całkowita masa (samochód + pasażerowie) pojazdu wynosi 800 kg i porusza się z prędkością 15 m/s (54 km/h). Wielkość ruchu tego zestawu to 12 000 kg.m/s. Kierowca o masie 70 kg wewnątrz samochodu będzie poruszał się z prędkością 1050 kg.m/s.
Załóżmy teraz, że samochód zderza się ze ścianą. W bardzo krótkim czasie prędkość spada do zera, a zatem impuls, jaki odczuwa kierowca, powinien wynosić 1050 kg.m/s, co jest niczym innym jak jego zmiennością w ilości ruchu. Im większa prędkość pojazdu przed zderzeniem, tym większy ciąg potrzebny do zatrzymania kierowcy.
Sposób budowy pojazdu jest czynnikiem decydującym o bezpieczeństwie jego pasażerów. Branża stara się opracowywać projekty, które pozwalają na jak najdłuższy czas kolizji, ponieważ przy każdej kolizji produkt .t będzie stała. Im dłuższy czas zderzenia, tym mniejsza siła, a co za tym idzie, mniejsze prawdopodobieństwo uszkodzenia pasażera samochodu. Oprócz usprawnienia konstrukcji samochodu można również zamontować urządzenia zabezpieczające.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Jednym z najskuteczniejszych urządzeń zapobiegających urazom w wyniku wypadków jest is poduszka powietrzna. Umieszczony między przednimi siedzeniami a deską rozdzielczą lub po bokach, szybko napełnia się powietrzem w przypadku gwałtownego hamowania. W przypadku zderzenia czołowego kierowca wpada na poduszka powietrzna, który jest znacznie bardziej elastyczny niż deska rozdzielcza.
Rozważ dwie identyczne kolizje, ale pamiętaj, że tylko w jednej sytuacji samochód ma poduszkę powietrzną. Kolizja kierowcy z poduszką powietrzną trwa znacznie dłużej niż kolizja kierowcy z panelem. W obu przypadkach różnice w zakresie ruchu kierowcy są takie same, ale czas potrzebny na zatrzymanie jest znacznie dłuższy w sytuacji z poduszka powietrzna, co skutkuje mniejszą wytrzymałością. W kategoriach liczbowych poduszka powietrzna może wydłużyć czas kolizji nawet dziesięciokrotnie. Typowe czasy zatrzymania wyniosłyby 0,05 sekundy bez poduszka powietrzna i 0,5 sekundy z poduszka powietrzna. Mając te czasy i powyższe dane, dla kierowcy mielibyśmy:
Pprzed=mvprzed
Pprzed=70 x 15=1050 kg.m/s
Ppóźniej=0
∆p=0-1,050=-1050 kg.m/s
Lubić
Z poduszka powietrzna, mielibyśmy:
i bez poduszka powietrzna:
Siła działająca na kierowcę jest dziesięciokrotnie mniejsza porównując sytuację zi bez poduszka powietrzna. Obliczona powyżej siła to średnia siła działająca w przedziale czasu, z którym zderzenie poduszka powietrzna lub z deską rozdzielczą.
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. „Poduszki powietrzne”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/airbags.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.