Вот почему при лобовом ударе скорости автомобилей не складываются

Если две машины одновременно движутся на скорости 100 км в час на встречу друг другу и происходит лобовое столкновение, то складываются ли скорости в момент удара?

Среди автолюбителей ходит масса правдоподобных мифов, в которые верит большое количество людей. О многих мифах мы уже не раз писали на страницах нашего издания. Сегодня же мы хотим поговорить о самом распространенном мифе – о складывании скоростей двух автомобилей при лобовом ударе. Давайте развеем этот миф раз и навсегда.

Как-то так повелось, что многие люди считают, что если два автомобиля сталкиваются лоб в лоб, то энергия удара будет соответствовать удвоенной скорости каждого из автомобилей. То есть, как полагают многие автолюбители, чтобы понять, какой силы будет лобовой удар, нужно сложить скорости обоих попавших в ДТП автомобилей.

Чтобы понять, что это миф, и чтобы рассчитать силу лобового удара и последствия для автомобилей, попавших в такую аварию, нужно провести следующее сравнение.

Итак, давайте сравним последствия для автомобилей в разных авариях. Например, каждая машина движется навстречу друг другу со скоростью 100 км/ч, и затем они лоб в лоб сталкиваются друг с другом. Как вы думаете, последствия от лобового удара будут серьезнее, чем от удара в кирпичную стену на той же скорости? Если основываться на распространенном мифе, который уже несколько десятков лет ходит среди людей, только наполовину знающих физику (или вообще не знакомых с ней), то на первый взгляд последствия лобового удара двух автомобилей на скорости 100 км/ч будут более плачевными, чем при ударе автомобиля на той же скорости о кирпичную стену, так как якобы сила лобового удара будет больше из-за того, что скорости машин в этом случае нужно сложить. Но это не так.

На самом деле сила лобового удара двух машин на скорости 100 км/час будет соответствовать той же силе, что и при ударе на скорости в 100 км/час в кирпичную стену. Это можно объяснить двумя способами. Один – простой, который будет понятен даже школьнику. Второй – более сложный, который поймут не все.

ПРОСТОЙ ОТВЕТ

Действительно, полная энергия, которая должна быть рассеяна с помощью смятия металла кузова, вдвое выше при столкновении двух машин лоб в лоб, нежели при ударе одного автомобиля о кирпичную стену. Но при лобовом столкновении увеличивается расстояние смятия металла кузовов обеих машин.

Поскольку изгиб металла – это то место, где идет вся эта кинетическая энергия, то при столкновении двух машин лоб в лоб энергии будет поглощаться в два раза больше, поскольку она будет поглощаться двумя автомобилями, в отличие от удара об кирпичную стену, где кинетическая энергия будет поглощаться одной машиной.

Таким образом, скорость замедления и сила лобового удара на скорости 100 км/час будет примерно той же, что и при ударе на 100 км/час в кирпичную неподвижную стену. Поэтому последствия для двух автомобилей, двигающихся с одинаковой скоростью и столкнувшихся лоб в лоб, будут примерно такими же, как если бы один автомобиль с той же скоростью врезался в неподвижную стену.

БОЛЕЕ СЛОЖНЫЙ ОТВЕТ

Предположим, что автомобили имеют одинаковую массу, одни и те же характеристики деформации и идеально под прямым углом сталкиваются лоб в лоб и не отлетают друг от друга далеко. Допустим, что оба автомобиля остановятся в точке столкновения. Таким образом, двигаясь, например, со скоростью 100 км/час, каждый автомобиль остановится при ударе с 100 до 0 км/час. В этом случае каждый автомобиль будет вести себя точно так же, как если бы каждый из них столкнулся с неподвижной стеной на скорости 100 км/час. В итоге оба автомобиля получат при идеальном лобовом ударе тот же урон, что и при ударе об стену.

Чтобы понять, почему именно одинаковый урон, нужно провести мысленный эксперимент. Для этого представьте, что два автомобиля едут на скорости 100 км/час навстречу друг другу. Но на дороге между ними стоит толстая, очень крепкая неподвижная стена. А теперь представьте, что оба автомобиля одновременно врезаются в эту воображаемую стену с противоположных сторон. Каждый в этот момент одновременно останавливается со 100 км/час до 0 км/час. Поскольку стена на дороге очень прочная, она не передает энергию удара одного автомобиля на другой. В итоге получается, что оба автомобиля ударяются отдельно в стоящую стену, не оказывая влияния друг на друга.

А теперь повторите этот мысленный эксперимент с более тонкой и не очень крепкой стеной, но способной выстоять под ударом. В этом случае, если удар будет одновременно с двух сторон, стена останется стоять на месте. А теперь представьте вместо стены лист прочного куска резины. Поскольку два автомобиля врезаются в него одновременно, лист резины останется стоять на месте, поскольку оба автомобиля будут удерживать резину на одном месте в момент одновременного удара. Но тонкий лист резины не может повлиять на замедление любой машины, поэтому даже если вы уберете лист резины между автомобилями, которые сталкиваются лоб в лоб, каждый автомобиль по-прежнему в момент удара остановится со 100 км/час до 0 км/час, то есть точно так же, как если бы один автомобиль врезался в крепкую неподвижную стену со скоростью 100 км/час.

Одинаковая ли энергия удара и последствия при столкновении со стоящим автомобилем или неподвижной стеной?

Это еще один распространенный миф среди автолюбителей, который связан с тем, что если на скорости, например, в 100 км/час столкнуться со стоящим автомобилем, то сила удара будет точно такой же, как если бы автомобиль на скорости в 100 км/час влетел в неподвижную стену. Но и это не так. Это чистый воды миф, который основан на незнании элементарной физики.

Итак, представим себе ситуацию, что один автомобиль движется со скоростью 100 км/час и на полном ходу сталкивается с точно такой же машиной, стоящей на дороге. В момент удара один автомобиль, продолжая свое движение, будет толкать другой автомобиль. В итоге обе машины отлетят от места столкновения. В момент удара кинетическая энергия будет поглощаться деформацией кузова обоих автомобилей. То есть энергия удара также поделится между двумя автомобилями. В случае же с ударом в неподвижную стену одного автомобиля на скорости в 100 км/час деформация кузова будет только у одного автомобиля. Соответственно, сила удара и его последствия для машины будут больше, чем при ударе на скорости одного автомобиля в другой, который стоит на месте.

Все, что нужно знать о краш-тестах

Зачем нужны краш-тесты?

Краш-тест — это испытание автомобиля на столкновение. Проверки помогают обнаружить дефекты в системе безопасности и изменить конструкцию авто таким образом, чтобы минимизировать риски для жизни и здоровья водителя и пассажира.

Проводить краш-тесты дорого — один только манекен стоит 2000 долларов. Поэтому испытания проходят не все машины, а только 20% от всего авторынка, в том числе спортивные и люксовые автомобили.

Как проводят испытания?

В каждом автомобиле устанавливают специальные манекены с сенсорными датчиками, которые отслеживают силу и характер удара. Чтобы определить уровень и пользу подушек безопасности при столкновении, лицо манекена смазывают яркой краской.

Используют разные манекены: одни весом и ростом похожи на взрослых людей, другие — на подростков, третьи — на младенцев.

С 90-х испытания проводят только на манекенах с электронными датчиками и сенсорами. До этого в краш-тестах использовали животных и трупы.

Манекены не обязательно сидят внутри машины. Чтобы проверить амортизацию и ремни безопасности, манекен усаживают на автомобильное кресло и разгоняют его.

Краш-тесты бывают 4 видов: лобовое столкновение, боковое столкновение, ДТП с участием пешехода и столкновение сзади.

Краш-тест при лобовом столкновении

Во время испытания автомобиль устанавливают на рельсы и разгоняют до 55 км/ч. В качестве препятствия испытатели устанавливают стену высотой 1,5 м и массой 1,5 т.

При лобовом столкновении исследователи узнают, что происходит при столкновении в разных ситуациях:

• столкновение с другим транспортом,
• столкновение со столбом,
• удар в стену,
• попадание в салон автомобиля предмета,
• если водитель или пассажир вылетел через лобовое стекло.

Краш-тест при боковом столкновении

Этот краш-тест определяет силу и характер повреждений, которые получает автомобиль при боковом столкновении с грузовиком или внедорожником.

Легковую машину и мобильный груз весом в 1,5 т разгоняют с одинаковой скоростью до 65 км/ч. Груз врезается в машину с правой или левой стороны. Такой тест также позволяет оценить, опрокинется ли машина при ударе.

В случае бокового столкновения легковой автомобиль часто оказывается под корпусом многотонной машины. Благодаря подобным краш-тестам удалось разработать противоподкатную систему FUPS, которая не позволяет грузовику подминать под себя легковой автомобиль.

Краш-тест при столкновении сзади

Во время краш-теста в заднюю часть автомобиля на скорости 35 км/ч врезается груз весом 950 кг. Основная цель испытания — проверить надежность ремней безопасности и антиблокировочную систему.

Краш-тест при столкновении с пешеходом

Автомобиль на скорости 20, 30 и 40 км/ч врезается в манекен, который имитирует пешехода, велосипедиста или мотоциклиста. Тест выявляет характер и степень травм, чтобы в будущем разработать новые системы безопасности.

На одном из таких испытаний манекен подлетел от столкновения с машиной и ударился головой о лобовое стекло. Результат этого краш-теста помог разработать систему поднятия капота (Pedestrian Protection System), которая снижает риск получить травму во время удара о лобовое стекло. С 2011 года PPS устанавливают на все европейские автомобили.

Как оценивают безопасность автомобиля?

На каждом этапе краш-теста автомобилю ставят оценки за характер и тяжесть повреждений, нанесенных манекену. Отдельное внимание испытатели уделяют травмам головы, шеи и позвоночника. Также они оценивают:

• скорость подушек безопасности;
• прочность кузова, бамперов, двигателя и деталей внутри автомобиля;
• защитные качества подголовников и ремней безопасности.

Автомобиль оценивают по 4-балльной шкале или по системе «хорошо/приемлемо/ предельно/плохо». Если автомобиль получает оценки «предельно» и «плохо» — его снимают с продажи.

при лобовом столкновении автомобилей скорость удваивается или нет миф или реальность

Страшно себе представить ситуацию, при которой машина на полной скорости сталкивается с препятствием. Однако, совсем уже запредельные эмоции возникают при лобовом столкновении с таким же движущимся транспортным средством, так как принято считать, что сила удара возрастает многократно.

О том, что при этом происходит с энергиями на самом деле, можно узнать из физики Перельмана, выпущенной в далеком 1933 году. Идя на таран, следует помнить, что сила удара определяется только скоростью самого автомобиля и ее массой. Третий закон Ньютона распространяется на всех участников ДТП. Действие равняется противодействию, а, следовательно, нельзя преобразовать всю энергию в деформацию кузова, если другой объект не оказывает тебе равного противодействия. То есть, скорости не суммируются! Оказывается, результат совершенно не зависит от того, насколько быстро двигалась встречная машина, сила будет такая же, как при ударе о стенку.

Подобный случай Яков Исидорович доходчиво описывал в «Занимательной механике». На страницах книги он описывает опыт, проведенный с магдебургскими полушариями.

Суть его заключалась в том, что для разъединения полушарий были задействованы 2 упряжки, в каждой из которых насчитывалось по 8 лошадей. Однако, такой же результат был достигнут всего одной из них, когда полушарие присоединили к неподвижному препятствию.

Очевидно, что при столкновении с неподвижной машиной результат будет не такой ужасный, как при соприкосновении с массивной стеной, при соприкосновении с которой вся энергия будет растрачена на деформацию транспортного средства. Если в ДТП попали 2 одинаковых автомобиля на скорости, например, в 100 км/ч, то эффект будет таким же, если бы каждый из них с той же скоростью (и не более) въехал в неподвижную стену. В результате они будут отброшены с равной силой в противоположные стороны. При разных массах последствия будут соответствующими, а при равенстве показателей обе машины окажутся в точке соприкосновения.

Очень важным обстоятельством служит тот факт, с чем машина сталкивается. Если это неподвижный объект, то вся энергия уйдет на деформацию, если движущийся — то часть перейдет в кинетическую, из-за которой машины отлетят в стороны.

Для тяжелого кроссовера встреча с легким автомобилем будет не столь катастрофичной, как столкновение с деревом или с опорой моста. Для легкого транспортного средства удар будет куда опаснее, а для машин с одинаковой массой – без разницы. Отправляясь в путь, необходимо проверить давление в шинах, которое должно соответствовать загруженности автомобиля. Это благоприятно скажется на уровне сопротивления качения и расходе горючего.

подписывайтесь на канал и ставьте лайки всем спасибо.

Почему скорость при лобовом ударе не складывается?

Несмотря на простоту моделируемой ситуации с точки зрения физики, до сих пор немало далеко неглупых людей ошибочно полагают — при лобовом столкновении скорости складываются. Так к примеру в известной передаче «Разрушители мифов» один из ведущих имел небрежность сказать такое. После этого им пришлось выпускать отдельное видео где они как раз и разобрали данный случай и извинились за свою оплошность.

Для того чтобы понять почему скорость не складывается, представим следующую картину, два автомобиля движутся лоб в лоб на скорости 100 км/ч, но в момент столкновения между ними будет находиться тонкая, но очень прочная стена, в результате энергия каждого автомобиля гасится со 100 км/ч до 0, без взаимодействия автомобилей друг с другом, теперь замените стену на кусок тонкой резины, которая не сможет погасить удара любого из автомобиля, даже на мизер, но ситуация нисколько не изменится, энергия удара двух автомобилей взаимоскопенсируются, удар одного автомобиля в стену, всегда будет равносилен удару двух автомобилей друг с другом, движущихся с такой же скоростью, конечно данный пример очень абстрактный, но он нужен лишь для понимания, в элементарной физике все проще : взаимодействие двух тел друг на друга равны и направлены в противоположные стороны — гласит 3-ий закон Ньютона. Из чего следует, что при ударе двух объектов, сила направленная на каждый из них одинаковая,и направлена в противоположные стороны.

В школах законы Ньютоны проходят как правило с 7-го класса (в некоторых с 9).