Что хуже: Автомобиль против Автомобиля или Автомобиль против Стены?

27

Таким образом, я задался вопросом, что может быть хуже для водителя ... столкновение двух одинаковых автомобилей с одинаковой скоростью (лобовое столкновение) или одного и того же автомобиля с одинаковой скоростью врезаться в стену? В первом случае, я вижу, это удвоило бы удар, но оно также будет поглощать энергию в структуре другого автомобиля, в противном случае, в прочной и жесткой стене вся энергия вернется к автомобилю.

Какая ситуация хуже для пассажиров?

automotive-engineering safety

— Алессандро Нардинелли
источник

Связанные по физике: травмы и цифры

— Мачта

1

«Та же машина с той же скоростью ...» мы говорим об абсолютной скорости или скорости относительно объекта столкновения? Две машины, каждая из которых движется со скоростью 50 км / ч, ударяя головой о VS, одна машина, движущаяся со скоростью 50 или 100 км / ч, ударяя идеальную стену?

— Майлз

@Myles: я почти уверен, что он Алессандро имел в виду абсолютную скорость, все машины двигались со скоростью 50 км / ч.

— Николас Рауль

На стене нет ни водителя, ни пассажиров, две машины хуже.

— Эрнан Эче

Вопрос говорит «врезаться через стену» , но он также говорит , что «твердая и жесткая стена». Я подозреваю, что вы имели в виду «в», а не «через», но было бы хорошо узнать наверняка, что вы действительно хотели.

— Рэй Баттерворт

29

С точки зрения водителя автомобиля, столкновение с другим автомобилем примерно так же плохо, как и столкновение с идеальной стеной (стеной с нулевой деформацией).

Если бы между двумя автомобилями было отражение от плоскости , то значение « Автомобиль» было бы точно равно значению «Уолл» (из-за отражения все точки контакта между двумя автомобилями были бы на одной плоскости, поэтому каждый автомобиль мог бы рассматриваться как стена для другого). Но этого плоского отражения не существует:

Автокатастрофа сверху

Вместо этого мы имеем 2-кратное вращательное отражение .

Допустим, левая часть автомобиля тяжелее правой части. Левая и правая части будут раздавлены по-разному, причем левая часть каждой машины будет двигаться дальше, чем если бы была неподвижная стена. Тяжелые части каждой машины будут скользить рядом друг с другом, при этом большая часть энергии будет поглощаться деформацией стали, а расстояние между точкой удара и конечной точкой будет больше, что приведет к меньшему замедлению. В этом случае, если вам случится сесть на тяжелую сторону, вам повезет, но если вам случится сесть на светлую сторону, это может быть хуже, чем стена.

Кроме того, вместо того, чтобы все силы имели одинаковое направление, часть энергии будет преобразована во вращение , что может быть как хорошим, так и плохим, в зависимости от того, где вы сидите.

Наконец, у автомобилей есть несколько жестких конструкционных балок (или деталей, которые можно рассматривать как балки), а большая часть остального мягче. При ударе о стену замедление становится огромным, как только луч касается стены. При столкновении с другим автомобилем, лучи, вероятно, попадут в мягкие части другого автомобиля. Здесь снова расстояние между точкой удара и конечным положением будет больше, и, следовательно, менее сильное замедление. Это особенно верно на очень высокой скорости, когда лучи каждого автомобиля пронзают большую часть противоположного автомобиля.

В общем, врезаться в идеальную стену, вероятно, немного хуже, чем врезаться в другую машину, но лучше ехать безопасно и избегать сбоев :-)

— Николас Рауль
источник

Я не согласен, что плоскостное отражение сделало бы его ровным. В случае «автомобиль против автомобиля» оба автомобиля будут иметь зоны сминания, предназначенные для превращения кинетической энергии удара в деформацию автомобиля, а не для передачи его пассажирам и увеличения времени, в течение которого происходит замедление. Автомобиль против автомобиля, следовательно, удвоит выгоду этих смятых зон.

— Джек Эйдли

2

@JackAidley Допустим, у вас есть полное представление о ровно одной машине, вовлеченной в столкновение. Вы знаете, что оно сталкивалось либо с идеальным зеркальным отражением, либо с бесконечно сильной стеной. Как бы вы различали, основываясь исключительно на ваших всезнающих наблюдениях за одной машиной, столкнулась ли она с другой машиной или стеной? Вторая машина вносит еще одну мятую зону, но она также вносит много энергии, которой стена не делает. Я не думаю, что вы могли бы различить их.

— эфир

@JackAidley У вас ровно вдвое больше поглощения, но ровно вдвое больше энергии для поглощения. Другая машина движется с той же скоростью, поэтому она будет вносить столько же энергии.

— Рик

11

В связи с тем, что автомобили одинаковы, а стена неизменна, я бы сказал, что эти две ситуации одинаковы и основаны на симметрии.

Рассмотрим столкновение двух автомобилей без стены. Сохранение импульса подразумевает, что конечный результат - оба автомобиля в состоянии покоя. Если они бьют друг друга по голове, машины будут сгибаться и поглощать энергию одинаково.

А теперь представьте, что между двумя автомобилями стоит совершенно негибкая стена. Ничто в ситуации не меняется; автомобили все еще остаются в неподвижном состоянии и поглощают энергию таким же образом.

Если вместо этого вы рассматриваете стену, которая рушится при столкновении с автомобилем, то ударить по стене безопаснее. Пренебрегая дополнительной опасностью летящих кирпичей и здания на вершине вашего автомобиля, то есть.

— Крис Мюллер
источник

2

Это не правильно. Две машины, сталкивающиеся друг с другом, не будут реагировать одинаково, потому что они не отражены, место водителя находится на одной стороне в каждой машине. Это приводит к другому результату, когда автомобили сталкиваются, потому что распределение массы не идентично. Если вы не въезжаете в точную зеркальную копию своего автомобиля, автомобили будут немного соскользнуть в сторону от центра столкновения, что приведет к другому исходу. Например, пассажирское сиденье может быть раздавлено больше, чем водительское.

— Родольфито

1

Это не только водительское сидение, двигатель асимметричный,

— подача

3

Mythbusters проверили это в 2010 году. Mythbustersresults.com/mythssion-control

— Taemyr

1

@Rodolvertice Вы правильно указываете, что автомобили не обладают идеальной зеркальной симметрией. Однако, поскольку центр масс транспортного средства находится вблизи центра транспортного средства, эффект является довольно небольшим. В пределе твердого тела это просто приводит к тому, что часть движения сохраняется в виде момента импульса. Реальные столкновения, конечно, намного более беспорядочные, и эксперимент - лучший способ определить реальность. Как указал Тэмир, создатели мифов провели эксперимент и «подтвердили» результат моего аргумента симметрии.

— Крис Мюллер

2

@ChrisMueller Мы не занимаемся механикой твердого тела, поэтому центр масс, находящийся близко к центру объема, на самом деле ничего вам не говорит. ДТП в значительной степени деформируют транспортные средства, и для управления этой деформацией используется огромное количество технических средств.

— Дэвид Ричерби

5

Ответ будет зависеть как от стены, так и от другой машины.

Рассмотрим сравнение с идеальной, неподвижной стеной. В случае гипотетического столкновения между Humvee (2500 кг) и VW Beetle (850 кг), для Humvee «против автомобиля» лучше , тогда как для Beetle «против стены» лучше .

Теперь рассмотрим сравнение с бумагой тонкой, мягкой стены. Для Хамви и Жука "против стены" лучше .

— dotancohen
источник

Интересно, как будет жить этот Жук !

— dotancohen

3

Вопрос говорит "та же машина", хотя ;-)

— Николас Рауль

5

Я предполагаю, что вы не видели эпизод Mythbusters по этому поводу . Затем посмотрите эту статью, которая объясняет, почему они верны, поскольку объяснение Mythbuster оставляет желать лучшего.

Короче, точно так же. В примере с 2 автомобилями каждый автомобиль имеет одинаковое количество энергии (как и каждый другой, и как автомобиль в примере с 1 автомобилем), поскольку все они движутся с одинаковой скоростью (и имеют одинаковую массу). В двух автомобильных авариях общая энергия в аварии удваивается, однако энергия распределяется поровну между двумя автомобилями. Таким образом, энергия для каждого автомобиля идентична одной машине, бьющей по ребристой стене. Тесты в Mythbusters иллюстрируют это.

— dberm22
источник