Столкновение автомобиля со стеной

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.

Источник статьи: http://1gai.ru/baza-znaniy/poleznoye/521117-vot-pochemu-pri-lobovom-udare-skorosti-avtomobiley-ne-skladyvayutsya.html

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).

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/autoway/pochemu-skorost-pri-lobovom-udare-ne-skladyvaetsia-5d58152ad5135c00afe8e786

Занимательная физика. Что происходит с машинами и водителями при столкновении, и правда ли, что внедорожник «безопаснее» легковушки?

Не секрет, что с безопасностью автомобиля связано множество мифов. В форумах, ЖЖ и офлайновых дискуссиях полно советов на тему того, какой автомобиль безопаснее и как лучше себя вести в аварийной ситуации. Большинство этих советов если не бесполезны, то малоосмысленны — человек советует покупать «пятизвездочный» автомобиль по EuroNCAP, а почему, как, собственно, и что эти звезды значат — объяснить не может. В частности, практически никто не понимает, как «звезды» соотносятся с вероятностью серьезно пострадать в аварии конкретного типа и при конкретной скорости. Понятно, что чем больше звезд — тем лучше, но насколько это «лучше» и где проходит безопасный предел? Пользователь LiveJournal 0serg посчитал, как, на чем и куда безопаснее врезаться, и разбил в пух и прах теорию EuroNCAP-овских «звезд».

Один из крайне распространенных мифов состоит в том, что очень часто, когда говорят о лобовом ударе автомобилей, скорости этих автомобилей складывают. Вася ехал 60 км/ч, а со встречки на него вылетел Петя на скорости 100 км/ч, удар — ну и сами понимаете, что там на 100+60 = 160 км/ч от машин осталось. Это — грубейшая ошибка. Реальная «эффективная скорость удара» для машин обычно будет равна приблизительно средней арифметической скоростей Васи и Пети — т.е. около 80 км/ч. И именно эта скорость (а не обывательские 160) и приводит к развороченным автомобилям и человеческим жертвам.

«На пальцах» происходящее можно пояснить таким образом: да, при ударе энергия двух автомобилей суммируется — но и поглощают ее тоже два автомобиля, поэтому на каждый автомобиль приходится лишь половина суммарной энергии удара. Корректный расчет происходящего при ударе доступен даже школьнику, хотя и требует определенной смекалки и воображения. Представим себе, что автомобили в момент удара скользят по ровному шоссе без сопротивления (учитывая, что удар происходит за очень короткое время и действующие на машины силы удара гораздо выше сил трения со стороны асфальта — даже при интенсивном торможении это допущение можно считать вполне справедливым). В этом случае движение при ударе будет полностью описываться одной-единственной силой — силой сопротивления сминаемых корпусов металла. Эта сила, по 3-му закону Ньютона, для обеих машин одинакова, но направлена в противоположные стороны.

Мысленно поставим между машинами тонкий, невесомый лист бумаги. Обе силы сопротивления (первой машины и второй) будут действовать «через» этот лист, но поскольку эти силы равны и противонаправленны, то они полностью компенсируют друг друга. А стало быть, на протяжении всего удара наш лист будет двигаться с нулевым ускорением — или, другими словами, с постоянной скоростью. В инерциальной системе координат, связанной с этим листом, обе машины как бы «врезаются» с разных сторон в этот неподвижный лист бумаги — до тех пор, пока не остановятся либо (одновременно) не отлетят от него. Вспоминаете методику EuroNCAP где машины врезаются в неподвижный барьер? Удар о наш гипотетический «лист бумаги» в нашей специальной системе координат будет равносилен удару о массивный бетонный блок на той же скорости.

Как посчитать скорость листа бумаги? Это довольно просто — достаточно вспомнить механику соударений из школьной программы. В какой-то момент оба автомобиля «останавливаются» относительно системы координат листа бумаги (это происходит в то мгновение, когда автомобили начинают разлетаться в разные стороны), что позволяет нам записать закон сохранения импульса. Считая массу одного автомобиля m1 и скорость v1, а другого — m2 и скорость v2, получаем скорость листа бумаги v по формуле

(m1+m2)*v = m1*v1 — m2*v2

v = m1/(m1+m2)*v1 — m2/(m1+m2)*v2

Для столкновения в «попутном» направлении скорость второй машины следует считать со знаком «минус».
Относительные скорости машин относительно бумаги (т.е. «эквивалентная скорость удара о бетонный блок») соответственно равны

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

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

Таким образом, «эквивалентная скорость» лобового удара действительно пропорциональна сумме скоростей автомобилей — однако берется она с неким «поправочным коэффициентом», учитывающим соотношение масс автомобилей. Для автомобилей равной массы он равен 0,5, т.е. суммарную скорость нужно поделить пополам — что и дает нам упомянутое в начале заметки типичное для подобных аварий «среднее арифметическое». В случае столкновения машин разной массы картина будет существенно иной — «тяжелая» машина пострадает меньше, чем «легкая», причем если различия в массе достаточно велики — разница будет колоссальной. Это типичная ситуация для аварий класса «влетела легковушка в груженый грузовик» — последствия такого удара для легковушки близки к последствиям удара на полноценной «суммарной» скорости, в то время как «грузовик» отделывается небольшими повреждениями, т.к. для него «эквивалентная скорость удара» оказывается равной десятой, а то и двадцатой доле суммарной скорости.

Итак, мы научились считать «эквивалентную скорость удара» по очень простой формуле: нужно сложить скорости (для удара в попутном направлении — вычесть), а затем определить, какую долю массы составляет ЧУЖАЯ машина от суммарной массы ваших машин и умножить этот коэффициент на посчитанную скорость. Прикидочные значения коэффициента:

Машины примерно одинаковой весовой категории: 0.5

Малолитражка vs легковушка: малолитражка 0.6, легковушка 0.4

Малолитражка vs джип: малолитражка 0.75, джип 0.25

Легковушка vs джип: легковушка 0.65, джип 0.35

Легковушка vs грузовик: легковушка >0.9, грузовик 0.8, грузовик —>

Источник статьи: http://auto.tut.by/news/offtop/353169.html

Лобовое столкновение

Безусловно, любое дорожно-транспортное происшествие является весьма тяжелым, иногда и трагичным событием. Многим хочется быстрее позабыть об этом, но при этом все же нужно установить виновного и дать оценку нанесенному ущербу. В этом поможет точное классифицирование вида дорожного происшествия и восстановление картины произошедшего, включающее скорость движения обоих транспортных средств.

Зависимость характера лобового столкновения от скорости движения.

Почти все водители считают, что когда две машины сталкиваются, то их скорости суммируются. Поэтому силу столкновения можно сравнить с ударом об бетонную стену. Допустим, что обе машины двигаются со скоростью 75 км/ч, их суммарная скорость тогда составляет 150 км/ч. Теперь остается лишь один главный вопрос: сможет ли получить автомобиль аналогичные разрушения, если врежется в стену с такой скоростью? Действительно ли суммируются скорости машин при таком происшествии? Давайте разбираться подробнее.

Любая авария на дороге происходит мгновенно, при этом каждая участвующая машина деформируется или целиком разрушается. Главные условия, воздействующие на силу разрушения: конструкция транспорта, скорость, линия столкновения. Направленность удара зависит от стечения обстоятельств и скорости движения обоих автомобилей. Если машины ехали разными скоростями, значит, ударный толчок пройдет под меньшим углом по отношению к оси транспорта, который двигался быстрее.

Рассматривая лобовое столкновение автомобилей, выделяют два момента:

— этап касания (учитывается до секунды максимального сближения);

— период движения вплоть до самого отцепления обеих машин.

Даже если представить, что автомобиль передвигался с незначительной скоростью, его кинетическая энергия высока, и произошедший об жесткую стену удар полностью ее поглотит. А крепкая ограда в это время не получит практически никаких дефектов. Конечно, рассмотренный вариант со стеной не говорит о том, что произошедшее на дороге столкновение будет происходить именно по этому сценарию.

Допустим, обе машины имеют разные скорости, суммируя их энергию при ударе, получим меньший показатель. Как правило, автомобиль с малой массой и низкой скоростью примет большую энергию, нежели та, которую они обладали вплоть до столкновения. В таком случае принимать во внимание при суммировании скоростей нужно импульс — скорость плюс масса автомобилей.

Как правило, вся энергия уходит на разрушение с выходом тепла и на перемену импульса. А равновесие между ними определяется исходными данными ДТП, а результатом становится баланс этих деформаций, гашение импульсов.

Основные факторы лобовых столкновений машин.

Расскажем о способах избежания такого рода происшествий при движении автомобиля. Подобные ситуации возникают в следующих случаях:

— при совершении обгона с выходом на полосу встречного движения;

— при обходе различных преград;

— на кольцевых дорогах;

— при обгоне с перестроением на крайнюю левую полосу.

Кроме того, причиной возникновения таких аварий является превышение скорости. Это в особенности опасно для водителей, которые еще не имеют основных навыков управления автотранспортом. Стоит принимать во внимание и то, что довольно часто лобовые столкновения случаются зимой, особенно в гололед.

В большей степени в возникновении на дорогах таких аварий виноваты сами водители. Некоторые из них слишком самоуверенны, и при попытке обгона недооценивают скорость встречного автомобиля. Водители фур подолгу находятся в пути без остановок, и, как следствие, возникает усталость. Они начинают зевать и не замечают, что заходят на встречную полосу.

Способы избежания лобового столкновения.

Если увидели, что вам навстречу несется машина, то нужно предотвратить фронтальное столкновение. Почему? Да потому что именно такой удар вызывает наибольшее повреждение самого автомобиля, а также тяжелейшие травмы пассажиров. Здесь необходима быстрая реакция, то есть сбрасывание скорости, торможение и уход от столкновения поворотом руля.

Кроме этого, когда вы заметили, что к вам несется машина, и уже практически нет времени задумываться, нужно развернуться так, чтобы удар прошел касательно по отношению к вашему автомобилю.

Помимо лобового столкновения случаются и боковые, от которых пассажиры также получают тяжелейшие травмы с летальным исходом. Допустим, вы не успели вовремя увидеть приближение машины сбоку. Что нужно делать? Главная ошибка многих водителей – это резкое нажатие на тормоз. Так вот, этого не нужно делать. Во избежание удара необходимо, наоборот, увеличить скорость.

Момент неизбежности столкновения.

Такое случается в основном из-за несвоевременной реакции водителя на происходящее. В этом случае соображать нет времени, и помимо вышеописанных действий, где главным является попытка ухода от лобового столкновения, остается лишь одно – уведомить других участников движения о сложившейся ситуации. Получить меньше травм поможет пристегнутый ремень безопасности. Ну а если забыли пристегнуться, что тогда? Необходимо выполнить следующее: быстро перейти на заднее сиденье и лечь набок.

Пристегнутым впередисидящим нужно закрыть лицо руками, чтобы избежать порезов от разбивающегося стекла. Водителю следует убрать ноги от педалей подальше, чтобы не получить серьезных травм.

Ситуации на дороге бывают разными, и главное – сохранять спокойствие и не паниковать. Только так можно вовремя сориентироваться и предпринять все действия, которые помогут уменьшить повреждение автомобиля и избежать получения тяжелейших травм.

Если вам было интересно, подпишитесь пожалуйста на канал и нажмите «нравится» — это лучшая поддержка проекта. Спасибо за ваше время и внимание.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/id/5b3fa96243ece300a92251f9/lobovoe-stolknovenie-5b4abc608055eb00a9661f93