Kokį smūgį avarijos metu patiria esantys automobilyje?

Visi esame girdėję: eismo įvykio metu susidūrus su kliūtimi, jame esantys žmonės ir gyvūnai patiria traumas atsitrenkdami į įvairius automobilio paviršius. Kiek daugiau pasikaustę žino, kad vidiniai organai smūgio metu taip pat traumuojami, nes fizikos dėsniai galioja visiems kūnams.

Gera naujiena yra ta, kad vienas išradimas – saugos diržai, nors ir neapsaugo nuo visų sužalojimų, gali išgebėti gyvybę.

Siūlome 15min skaitytojams išbandyti skaičiuoklę (tereikia įvesti savo svorį, automobilio greitį ir pasirinkti su ar be saugos diržo) ir sužinoti, kokią smūgio jėgą jie patirtų avarijos metu naudodami saugos diržus ir kiek kartų didesnę – jei saugos diržo nesegėtų.

Avarija
123RF nuotr.
Avarijos metu patiriamų krūvių skaičiuoklė

Kaip apskaičiuojama patiriamo smūgio jėga

Skaičiuoklėje smūgio jėgos apskaičiavimas remiasi Izaoko Niutono atskleistu dėsningumu:

F = m * v² / (2 * d)

F – jėga, m – masė, v – greitis, d – atstumas.

Tokia formulė apibūdina idealų dviejų objektų susidūrimą. Realioje automobilio avarijos situacijoje jėgų profilis būtų platesnis – pavyzdžiui, reiktų atsižvelgti į tai, kad automobilis deformuojasi ir sugeria dalį energijos, taip pat ir žmogus yra ne taškinė masė, o sudėtingas kūnas. Tačiau šis skaičiavimas leidžia atlikti tam tikrus smūgio jėgos per automobilio avariją įverčius ir pamatyti, kokios milžiniškos jėgos veikia atsitrenkus į kliūtį.

Trečiasis Niutono dėsnis: dviejų kūnų sąveikos jėgos yra lygaus dydžio ir priešingų krypčių
Antrasis Niutono dėsnis: kūno įgyjamas pagreitis yra tiesiogiai proporcingas kūną veikiančių jėgų atstojamajai ir atvirkščiai proporcingas kūno masei. 123RF nuotr.

Kas vyksta avarijos metu

Vairuotojas sėdi automobilyje, kuris juda tam tikru X greičiu. Automobiliui atsitrenkus į kliūtį, jis akimirksniu sustoja. Tuo metu vairuotojas dėl inercinės jėgos „išskrenda“ į priekį labai panašiu greičiu, kokiu iki smūgio judėjo automobilis.

Ši akimirka (apie 0,2 sekundės), kurios greičiausiai žmogus net neprisimins, ir nulems, žus jis ar išgyvens.

Be abejo, tai priklauso nuo daugelio dalykų – greičio, kliūties pobūdžio, automobilio pasyvaus saugumo ir aktyvių saugos priemonių, – oro pagalvių, saugos diržų.

Šį kartą kalbame būtent apie juos.

Automobilio saugumo testas
123RF nuotr.

Saugos diržai, arba Kuo čia dėtas Niutonas

Skaičiuoklėje buvo du pasirinkimai  – segimas saugos diržas, ar ne. Panagrinėkime abu scenarijus ir grįžkime atgal į avarijos akimirką (jei nebandėte šių pasirinkimų skaičiuoklėje, pabandykite, pamatysite įspūdingus patiriamų krūvių skirtumus, kai automobilis sustoja, o važiuojantis žmogus tokiu pat greičiu pajuda pirmyn).

Scenarijus Nr. 1 – Jūs nesegite saugos diržo

Kadangi diržo jūs nesegite, jūsų skrydžio niekas neriboja tol, kol jūs galva atsitrenkiate į stiklą ir panelę, ar krūtine – į vairą.

Kaip matote, jėgos apskaičiavimo formulėje yra ne tik greitis ir masė, bet ir atstumas. Deja, tai nėra atstumas nuo sėdynės iki vairo kolonėlės, bet atstumas, kiek jūs smūgio metu savo galva ar krūtine sustumsite vairą ar išlenksite priekinį stiklą, iki kol jūsų greitis sumažės iki 0. Kuo šis atstumas mažesnis, tuo smūgio jėga bus didesnė. Ekspertai teigia, kad avarijos metu šis atstumas vargiai bus didesnis nei 4 cm.  

Kaip matote skaičiuoklėje, net ir esant nedideliam greičiui, tarkime 50 km/val., jūs patirsite milžinišką smūgį. Kokios bus avarijos pasekmės? Atsakykite patys sau.

Scenarijus Nr. 2 – Jūs segite saugos diržą

Kadangi jūs segite saugos diržą, jis jus sustabdo, kai tik suveikia jo užblokavimo mechanizmas. Jei vairuojate naujesnį automobilį, smūgio metu suveikia saugos diržų įtempiklis ir diržas prieš smūgį jus pritraukia prie sėdynės. Tokiu būdu jus išvengiate „atsitrenkimo“ į saugos diržą, o pasiekus numatytą apkrovą, diržas šiek tiek net ir atsilaisvina, taip sumažindamas apkrovą jūsų kūnui. Tačiau net jei automobilis nėra naujas, tvarkingi saugos diržai atliks savo darbą.

Ekspertai sako, kad atstumas tarp sėdynės ir įsitempusio diržo yra apie 16 cm. Pažvelkite į formulę ir suprasite, kad kuo didesnis atstumas, tuo patiriamo smūgio jėga žymiai mažesnė, o tai reiškia – jūs turite didesnę galimybę išvengti mirtinos traumos ir rimtų sužalojimų.

Saugos diržų efektyvumas

Pagrindinė saugos diržų ir oro pagalvių užduotis yra ta pati. Jos abi prailgina susidūrimo atstumą (ir ištęsia įvykį laike, o tai taip pat mažina smūgio jėgą, bet sudėtingesnes formules palikime nuošalyje).

Apibendrinant galima pasakyti, kad saugos diržai yra skirti sustabdyti jūsų kūną nuo smūgių į kietus daiktus automobilyje ir sumažinti smūgio jėgą, paskirstant ją per tam tikrą laiką per tam tikrą atstumą.

Žinoma, jei greitis buvo labai didelis, smūgio jėga bus milžiniška, todėl net saugos diržas kartais gali sukelti sužalojimus. Bet rizika patirti traumas be saugos diržo išauga kartais!

JAV Nacionalinė greitkelių eismo saugumo administracija teigia, kad saugos diržai 45 proc. sumažina mirčių skaičių ir 50 proc. sumažina sužeidimų riziką.

Niutono dėsniai galioja ir keleiviams

Pateikėme pavyzdį su vairuotoju, tačiau šie pavojai gresia bet kuriam transporto priemonėje esančiam asmeniui. Net ir susidūrus nedideliu greičiu, smūgio jėga, kuri sustabdo jūsų kūną, siekia tonas. Be prisegtų saugos diržų paprasčiausiai negalėsite išsilaikyti savo vietoje ir išvengti sužalojimų. Be to, jei sėdėsite automobilio gale ir nebūsite prisisegę saugos diržais, skriesite tiesiai į priekį kaip kelių tonų riedulys. Sužeisite ne tik save, bet ir sėdinčius priekyje asmenis!

Saugos diržai
123RF nuotr.

Saugūs tik prisisegę

Linkėdami saugių kelionių, raginame keliaujant automobiliu visada segėti saugos diržą, nesvarbu, kurioje vietoje sėdite. Geriausia taisyklė, kurios turi laikytis vairuotojas – automobilis nepajuda, kol nors vienas keleivis yra neprisisegęs.

P.S. Saugos diržai gelbsti gyvybes ir automobiliui verčiantis