¿Cuál método es mejor para evitar accidentes de tráfico?

Question

Si estoy conduciendo de noche y me quedo dormido, y cuando me despierto veo una pared frente a mí.

¿Cuáles deberían ser mis instintos?:

1. ¿Debería solo aplicar los frenos?

2. ¿O debería aplicar los frenos e intentar girar el auto en una curva circular?

3. ¿Hay algún otro método para salvar mi vida y mi auto?

Cualquier ayuda es muy apreciada.

Answer 1

Depende de muchos factores, como la distancia a la pared, la velocidad en el momento en que te despiertas, el tipo de neumáticos, ... La energía del auto es $1/2 mv^2$, por lo que quieres disipar la mayor cantidad de velocidad en la dirección hacia adelante posible. La forma más eficiente de hacer esto es pisar el freno. Contras: el sistema de frenos antibloqueo (que la mayoría de los autos están equipados con hoy en día) hace que la distancia de frenado sea mucho más larga, por lo que probablemente no evitarás la colisión. Girar el vehículo cambiará la velocidad de v a $v*cos(\theta)$ donde $\theta$ es el ángulo que logres girar antes de golpear la pared. Para disminuir la velocidad hacia adelante a la mitad necesitarías girar $60^0 $. Solo tengo datos sobre lo seguro que es girar $90^0$, y señala que para un auto promedio la velocidad máxima para un giro seguro de $ 90^0$ es de aproximadamente $58 km/h$ $(36mph)$. Si vas más rápido que eso, el auto probablemente volcará.
Así que en resumen, creo que las mejores posibilidades son si pisas el freno y cuando la velocidad haya disminuido por debajo de $58 km/h$ intentas girar el auto.
Si estás a punto de chocar contra otro vehículo en lugar de una pared, el juego cambia por completo. En ese caso, la mejor opción es girar tu auto para tratar de evitar la colisión a toda costa. Tus posibilidades de sobrevivir son mejores si caes por un acantilado que si chocas contra otro auto de frente.

Answer 2

La regla fundamental (respuesta) es: haz todo lo posible para minimizar la magnitud de la velocidad perpendicular a la pared.

Después de eso, es una cuestión de ingeniería. Básicamente, ¿a qué fuerza g tu neumáticos perderán tracción al aplicar los frenos y moverte en línea recta? ¿A qué fuerza g tus neumáticos perderán tracción al tomar una curva de radio R a tu velocidad actual (magnitud de la velocidad)? Y, finalmente, como señala PhilipW, cuanto más largo sea tu camino antes de chocar con la pared, más tiempo tendrás para decelerar.

Sospecho fuertemente que los neumáticos tienen un coeficiente de fricción efectivo diferente (estático, no de rodadura) en los ejes X e Y de las coordenadas de la rueda (a lo largo de la dirección de rodadura y transversalmente), lo que significa que averiguar qué camino puedes seguir para maximizar la integral de la máxima desaceleración a lo largo de dicho camino no es en absoluto trivial.

Por cierto, ejecutar un rompimiento deliberado de la tracción y un giro de $\pi$ (180 grados) y acelerar a fondo también podría funcionar bien, con la ventaja agregada de que chocar "hacia atrás" reduce en gran medida el estrés en tu cuerpo debido al soporte del respaldo del asiento y el reposacabezas. Admito que esta no es una maniobra que la mayoría de nosotros podríamos ejecutar correctamente ni siquiera estando despiertos.

Answer 3

A continuación se presentan algunas observaciones sobre tu pregunta. No deben usarse por sí mismas para guiar tus decisiones de manejo.

Supongamos que te encuentras a una distancia b de una pared y te estás moviendo directamente hacia ella a una velocidad u. Ignoraremos tu tiempo de reacción.

Para detenerte en línea recta sin golpear la pared, tu aceleración en una dirección alejada de la pared (desaceleración, si prefieres) debe ser $\tfrac 12 \frac {u^2}{b}$. [Esto se obtiene de $v^2=u^2 + 2as$, que asume una aceleración constante.]

Supongamos que, en cambio, mantienes tu velocidad y logras girar en un cuarto de círculo de radio b, evitando raspar la pared. En ese caso, la aceleración tendrá que ser $\frac{u^2}{b}$ dirigida hacia el centro del círculo. [Una razón de estilo de "agitación de manos" por la cual es mayor que la desaceleración en línea recta es que no solo te deshaces del componente de velocidad del coche en ángulo recto con la pared, sino que le das un nuevo componente de velocidad paralelo a la pared.]

Cualquier aceleración del coche se debe a fuerzas de fricción en los neumáticos desde la carretera. Existe un límite para la magnitud de la fuerza de fricción que puede ser suministrada. Así que parece que hay menos probabilidades de detenerse sin deslizarse (o de que el ABS entre en funcionamiento) si tomas el camino curvado. Además, en un camino curvo, la aceleración está en un ángulo con la dirección 'hacia adelante' del neumático, que no es para lo que los neumáticos están idealmente diseñados.

Lo que hay que investigar ahora es aplicar los frenos al mismo tiempo que se gira para evitar un obstáculo, pero dudo que sea la mejor estrategia.