Sunday, March 14, 2010

汽车碰撞分析

汽车碰撞对驾驶员的伤害非常大,汽车行业每年都会做相应的碰撞试验,排列各种车的碰撞性能,我这里从理论上分析一下汽车碰撞的能量转换问题。

能量守恒定律是任何事物都必须遵循的规律,具体到汽车碰撞来说,汽车在碰撞前,拥有一定的动能,表达公式是,
EK=(1/2)×m×v^2
EK表示动能,m为质量,v为速度

从上面的公式可以看出,汽车本身越重,速度越快,动能越大,对汽车造成的损失就可能越大,所以,以车的轻重来衡量安全性是错误的,速度对动能的贡献,要比质量大得多。

碰撞之后,极端的情况就是,速度为零,全部动能转换为了势能,对车造成了破坏。
动能做功(W):
W=F(力)S(通过的距离)

汽车碰撞以后,汽车本身的变形,就是动能做功的过程,理想的汽车设计,应该是汽车前面的部分,尽量吸收动能,这样,动能还没有被传递到驾驶员,就基本没有了,这就是说,汽车碰撞后,变形大的不一定就不好,因为汽车的设计应该是以人为中心,如果汽车本身设计的很结实,能量就会很快地传递到驾驶员,对驾驶员造成破坏。
举个简单的例子,人从高处跳下来,如果下面是很硬的地面,能量都会被人本身吸收,人就会遭到很大的伤害,如果下面放上海绵之类的东西,大部分动能都会被变形的海绵吸收,人就会比较安全,海绵变形的过程就是吸收能量的过程。

如果汽车的前面做的很结实,对车本身是有好处的,对驾驶员反而不好,这就是汽车前面都做得很软的原因。

汽车迎头相撞危害很大吗?
很多人以为以50公里迎头撞上一个50公里的车,相当于以100公里撞上一堵墙,这是完全错误的。
2辆车迎头相撞,能量是被2辆车吸收,如果2辆车完全一样,相撞后速度也变为零,那么和同样速度撞上墙的损失是一样的,如果2辆车不一样,这样就产生了能量吸收多少的问题,很显然,结实的车吸收的能量少,在碰撞中比较有利。

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