¿Qué causa más daño, un accidente frontal en 30km/h o un auto a 60km/h estrellándose en una estacionaria?

Question

¿Que puede causar un mayor impacto?

• Dos autos idénticas que chocan cabeza en (en direcciones opuestas), cada uno va en $30\;\mathrm{km/h}$

O

• Un automóvil viajando a $60\;\mathrm{km/h}$ chocar a un vehículo estacionario (para el mismo dos coches).

También, ¿por qué es esto así?

Answer 1

Colisión coche de "daños" por lo general pasa con la energía en el cero impulso marco.

En ambos casos, es debido a que en el cero impulso marco, los dos casos son equivalentes, suponiendo que las masas de los coches son iguales): $$E_1 = 2 \times \frac{1}{2} m v_{rel}^2 = m \left( 30 \frac{km}{h} \right)^2$$ Por lo tanto, a priori no hay ninguna diferencia entre las dos situaciones.

Uno puede tener que considerar otros factores. E. g. en la cabeza en caso de colisión frontal, los coches sería más o menos estacionaria después (asumiendo totalmente colisión inelástica, lo cual es razonable, ya que los coches son muy "squashable" debido a sus características de seguridad). En el otro caso, habría todavía un movimiento que podría resultar en una secundaria de choque.

Answer 2

@Numrok 's análisis hace ciertas suposiciones que luego se menciona en el último párrafo de la respuesta.

Por simplicidad, suponga que la velocidad de los vehículos se mide en m/s en lugar de km/hr.

En el choque frontal con los dos coches de la misma masa y de la velocidad de la final de la energía cinética será cero si los coches de enclavamiento como resultado de la colisión.
Así que la pérdida de energía cinética $(= 2 \times \frac 1 2 \; m\; 30^2)$, la cual es una medida de los daños causados debido a la deformación permanente, es el doble de la energía cinética inicial de uno de los coches que viaja a 30 m/s $(=\frac 1 2 \; m\; 30^2)$.
Si los coches no se entrelazan, a continuación, la pérdida de la energía cinética será menor.

En el otro caso, suponiendo que el freno de mano está apagado en el estacionario coche y el coche de enclavamiento después de la colisión los carros se mueven juntos en 30 /s con una energía cinética total de $2 \times \frac 1 2 \; m\; 30^2$, pero la energía cinética inicial se $\frac 1 2 \; m\; 60^2 = 4 \times \frac 1 2 \; m\; 30^2$, por lo que la pérdida de energía cinética es $2 \times \frac 1 2 \; m\; 30^2$ que es la misma que antes.

Sin embargo, con el fin de frenar y/o la fricción presente la pérdida de energía cinética con los dos coches, terminando estacionaria es $\frac 1 2 \; m\; 60^2 = 4 \times \frac 1 2 \; m\; 30^2$ que es más de la cabeza en caso de colisión frontal con los dos coches, inicialmente en movimiento en $30$ m/seg.

Dado que el $2 \times 30$ m/s colisión probablemente perderá menos que el máximo de $2 \times \frac 1 2 \; m\; 30^2$ cantidad de energía cinética, mientras que el $0+ 60$ m/s colisión perderá menos de $4 \times \frac 1 2 \; m\; 30^2$, pero más de $2 \times \frac 1 2 \; m\; 30^2$ cantidad de energía cinética yo diría que la colisión con el $60$ m/s coche golpeando el fondo de pantalla de coche probablemente va a hacer más daño a los coches.

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Como se ha señalado por @RahulJA el "daño" hecho a los ocupantes de los coches es mucho más difícil de cuantificar, ya que su aceleración es un factor que debe ser considerado.

Answer 3

en esta respuesta no estoy sustituyendo valores con unidades adecuadas ya que es todo acerca de comparrison

hay dos formas de referirse de impacto: la fuerza y el impulso y para cada cuerpo de impulso es diferente

impulso sobre un cuerpo = cambio en su momento

finalmente, en el caso de medir el impacto de los impulsos,

• primer caso, tanto el coche tiene el mismo cambio en la velocidad (de 30 a 0) si las masas son iguales impulso será igual
• en el segundo caso el coche tiene cambio de velocidad (60 a 0), mientras que la pared tiene (0 a 0) suponiendo que el muro se estacionario después del golpe. para ti el coche tiene el doble impulso de lo que el coche(suponiendo mismo masas) había en la situación anterior, que es el impulso es compartida entre los coches en la situación anterior

si usted medir el impacto de fuerza impartida en el cuerpo, una variable de tiempo viene, el impacto del tiempo y que la fuerza es igual a M(V-U)/t donde t es el tiempo de impacto:

• en el primer caso, la fuerza ejercida por el coche a unos de otros es M(30-0)/t=30 M/t. imagínese que usted está en un coche después de un impacto en su coche le da la fuerza de 30 m/t para el otro coche, debido a newton tercera ley de que usted recibe la misma cantidad de fuerza como la fuerza de reacción en adición a la fuerza dada por el contrario coche de desaceleración, por lo que en total se obtiene de 30 m/t + 30M/t = 60 M/t

• en el segundo u r corriendo en la pared ejerce una fuerza de M(60-0)/t=60 M/t debido a newton tercera ley de que usted recibe la misma cantidad de fuerza como la fuerza de reacción en la u, aquí a diferencia de la anterior situación, no hay ninguna fuerza adicional de la pared, ya que no acelerar o desacelerar. por lo que la fuerza sobre el otro es 60 M/t

conclusión: la respuesta a su pregunta depende de cómo se defina el impacto, si usted está hablando acerca de impulso en el segundo caso, el controlador de sufrir 2x el imulse sufrido por los conductores en el 1er caso. si u se preguntan acerca de la fuerza en ambas situaciones las fuerzas impartidas son las mismas

Answer 4

Creo que la segunda situación provoca más daño.

La energía total de la primera situación es $$2\cdot\frac 12 m v^2$ $ la segunda situación total de la energía es $$\frac 12 m (2v)^2=4\cdot\frac 12 m v^2$ $ después de la colisión, el coche de energía de deformación plástica se puede aproximar por la energía cinética total. Bien se puede argumentar hay otra forma de consumir la energía cinética. Son de segundo orden en magnitud.