Суммируются ли скорости при лобовом столкновении

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.

Читайте также:  Старлайн а39 инструкция по эксплуатации брелка автозапуск

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.

Читайте также:  Ремень генератора нива 2121

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 —>

karl_sten

О сложении скоростей при аварии

Интересны, конечно, не цифры, а реальные последствия удара. И сравнивать нужно не просто 100 и 200, а, например, последствия столкновения с бетонной стеной. Так вот, при лобовом столкновении двух одинаковых автомобилей с одинаковой скоростью 100 км/ч каждый эффект для любого из этих двух автомобилей будет, как многие полагают, такой же, как при ударе о бетонную стену на скорости 200 км/ч. А это уже очень опасное заблуждение, на мой взгляд. Эффект будет таким же, если въехать в бетонную стену на 100 км/ч. Именно 100, не 200!

Вообще, бездумное сложение цифр напоминает мультик «Отряд Америка: мировая полиция». В нём про некоторые ужасные террористические акции говорили что-то вроде: «Это будет в 10 раз хуже, чем 9/11». Потом кто-то говорил: «9110 – это ужас какой-то!!». За точность не ручаюсь, но смысл не изменился. 911 чего? 9110 чего? Так и здесь – 200 км/ч чего? Относительно Солнца мы вообще движемся со скоростью 30 км/с, и ничего. Более того, если разогнаться до 200 км/ч и потом плавно затормозить, произойдёт не то же самое, что резко втемяшиться в бетонный блок. Т.е. важна не скорость, а время погашения этой скорости. Максимальное ускорение, испытываемое людьми, находящимися в машине при торможении, ударе и т.п.

Читайте также:  Как снять коленвал на ваз 2109

Вероятно, мысли о сложении скоростей приходят в головы в связи с остаточными воспоминаниями из физики. Но там скорости бездумно никто не складывает. Есть сохранение энергии, есть сохранение импульса. Есть ускорители на встречных пучках. Но нас интересует поведение не систем тел, а «ощущения» одного тела. Ощущением тела как раз и будет максимальное ускорение, а не полная энергия-масса-импульс .

В случае удара о бетонный блок и в случае удара о встречную машину, с практической точки зрения можно считать, что время погашения скорости будет одинаковым. И ускорения будут одинаковыми. А значит, нет разницы, во что въезжать – в бетонный блок или такое же авто, едущее на встречу с той же скоростью. Никаких сложений скоростей здесь нет и быть не может. Это заблуждение, причём очень опасное, теперь это легко видеть.

Конечно же, нужно понимать, что скользящий удар лучше прямого лобового. Что вместо встречного удара лучше предпочесть удар о попутный автомобиль – он мягче. Что удар о попутный автомобиль мягче, чем удар о «попутный» бетонный блок. Вообще,важно понимать, какие опасности таятся на дороге, и видеть, какие из них более страшные, а какие менее. Для спасения своей жизни, здоровья придётся делать выбор. Для осознанного выбора нужны знания. А их нам не дают. Да что там говорить: их даже сотрудники ГИБДД, люди, имеющие к безопасности движения непосредственное отношение, и то не имеют.

Дмитрий Сержантов

Надо же что-то тут писать

Друг подарил на др курсы контраварийного вождения. Отходил первый день, узнал много нового: оказывается, при лобовом столкновении скорости не суммируются. А все твердят обратное.

UPD:
Жаль, что видео закрыли правообладатели, пришлось удалить.

Разрушители легенд провели три теста:

1. Машину на скорости 80 км/ч в стену. Сила удара по датчикам была примерно 50 чего-то там.
2. Машину на скорости 160 км/ч в стену. Сила удара была не в 2 а в 4,5 раза выше.
3. Две машины лоб в лоб на скокрости 80 км/ч каждая. Сила удара 50, то есть как и в стоячую стенку.

На бытовом уровне не понятно, но учёные не врут.

Также вам могут быть интересны эти заметки...

Adblock detector