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.

Чем обернулось лобовое столкновение авто из 90-х с современным аналогом (видео)

Ни для кого не секрет, что современные автомобили давно зарекомендовали себя как более безопасные и крепкие транспортные средства, нежели их предки, выпускаемые десятилетиями назад.

Речь даже не идет об электронных системах помощи водителю и интеллектуальных ассистентах движения (как раз к ним и возникает больше всего вопросов относительно безопасности современных автомобилей), разговор исключительно о силовой структуре конструкции автомобиля и прочности кузова.

Современные требования, которые с каждым годом становятся всё жестче, заставляют автопроизводителей разрабатывать новые методики и применять более технологичные материалы для обеспечения максимальной безопасности и сохранности жизни водителя и пассажиров.

В честь 20-летия европейских краш-тестов Global NCAP показал 20 лет эволюции автомобильной безопасности, в буквальном смысле столкнув лицом к лицу два хэтчбека Ford Fiesta – 1998 и 2018 годов. Нетрудно догадаться, что современный автомобиль проявил себя намного лучше. Тем не менее, видео демонстрирует это максимально наглядно.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Миф о лобовом столкновении: правду знают только криминалисты

Не дай вам Бог на полном ходу врезаться в дерево или стену. И уж совсем страшные последствия влечет за собой лобовое столкновение: ведь к вашей скорости фактически добавляется скорость встречной машины. А энергия, как учат в школе, пропорциональна квадрату скорости — в общем, о последствиях жутко думать.

Между тем, если все-таки подумать и вспомнить школьную физику, то. получается неожиданный вывод. Складывать скорости вовсе не нужно! И если, к примеру, на трассе сталкиваются лоб в лоб две одинаковые легковушки, двигавшиеся с равными скоростями, то энергия удара для каждой из них будет определяться только ее скоростью и массой. Иными словами, последствия для нее окажутся примерно такими же, как от удара в неподвижную стену! А вовсе не удвоенной и не учетверенной.

Непонятно? Между тем все просто — ситуацию описывал еще Яков Исидорович Перельман в своей «Занимательной механике». Действительно, если предположить, что в момент удара одна из машин стояла на месте, то очевидно, что последствия такой аварии будут куда менее страшными, чем при ударе в массивную неподвижную стену. Два столкнувшихся таким образом автомобиля продолжат движение и будут отброшены довольно далеко от точки столкновения; при этом энергия деформации поделится между ними, грубо говоря, пополам. А вот если тупо вмазаться в стену, то никакой траты энергии на перемещение уже не будет: вся накопленная энергия израсходуется на деформацию одного кузова. Если же теперь предположить, что вторая машина в момент столкновения тоже обладала скоростью, то по мере ее увеличения перемещение скомканных кузовов от точки удара будет сокращаться и, наконец, при равенстве скоростей, машины останутся после аварии в точке удара. При этом последствия такой аварии будут аналогичны удару в стену.

Таким образом, столкновение двух машин равной массы на скорости, к примеру, 100 км/ч будет аналогично удару об стену на тех же 100 км/ч, а вовсе не на 200 км/ч. Примерно об этом и говорил Перельман, описывая знаменитый опыт с магдебургскими полушариями. Напоминаю — их пытались разъединить две упряжки по 8 лошадей, тянувших в противоположные стороны. Но того же эффекта можно было бы добиться, обойдясь всего одной восьмеркой лошадей и прицепив одно из полушарий к неподвижной массивной стене…

Само собой, что если массы автомобилей значительно различаются, то и последствия такого столкновения будут как при контакте слона с Моськой. Во всех случаях тяжеленный «слон» пострадает заведомо меньше, чем крошечная «Моська».

Выводы довольно мрачные, но все-таки озвучу их. Для тяжелого автомобиля лобовуха с легкой машинкой может быть безопаснее наезда на неподвижное препятствие типа стены или опоры моста. Для маленькой машинки подобная «встреча» опаснее. Для машин равной массы разницы нет.

А совет в итоге простой: не гоните лошадей, друзья. Все-таки энергия до сих пор пропорциональна квадрату скорости…