¿Cómo calcular las fuerzas involucradas en un choque?

¿Cómo calcular las fuerzas involucradas en un choque?

¿Cómo calcular las fuerzas involucradas en un choque?

  • Calcular las fuerzas en un choque es tan simple como multiplicar la masa del objeto que se estrella por su desaceleración (segunda ley de Newton).
  • Los objetos involucrados en choques generalmente se desaceleran, la forma numéricamente negativa de aceleración, hasta detenerse.
  • La aceleración es el cambio de velocidad de un objeto en relación con el tiempo y la distancia.

A los autos pequeños les puede ir bien en las pruebas de choque estándar que enfrentan a un vehículo contra la pared. Pero se ven vulnerables en la carretera por una razón:

En una colisión de dos automóviles de masa desigual, los ocupantes del automóvil más ligero experimentaran aceleraciones mucho más altas, por lo tanto, fuerzas mucho más altas que los ocupantes del automóvil más pesado.

Es simple física…

Pongamos de ejemplo que en una carretera dos autos que van a la misma velocidad chocan de frente a frente, el ganador (o perdedor) en ese impacto depende -en parte- de la diferencia de peso entre los dos autos.

El más pesado empujará al automóvil más ligero hacia atrás durante el impacto, lo que significa que el cambio de velocidad del automóvil más pesado será mucho menor que el del automóvil más ligero. Si el automóvil más liviano pesa la mitad que el automóvil más pesado, las fuerzas sobre sus ocupantes serán dos veces mayores.

Por ejemplo, cuando dos autos chocan con cada uno yendo a 60 km/h, y uno de ellos pesa el doble que el otro, “el automóvil pesado empujará al ligero hacia atrás a 20km/h. El cambio de velocidad del automóvil liviano (80 km/h) es el doble que el del automóvil más pesado (40 km/h) “.

En un choque de un automóvil bien diseñado, la energía cinética hace el trabajo que aplasta las zonas de deformación (absorción) del automóvil. Parte de la energía también se convierte en calor y sonido generado por el choque.

El habitáculo debe ser lo suficientemente fuerte y rígido como para resistir las fuerzas que surgen durante el choque para que mantenga su forma y permita que el sistema de retención (cinturones) haga su trabajo.

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Si un vehículo pesado impacta contra un vehículo ligero en alto total, todo el peso de éste, recargará contra el vehículo ligero, y este actuará como zona de absorción del vehículo pesado.

Por ejemplo, en el video vemos cómo un camión de volteo que pesa unas 17 toneladas -aproximadamente- y con carga que puede pesar hasta 10 toneladas adicionales, impacta con un vehículo ligero de solamente una tonelada, la resistencia de materiales no es suficiente para detener al camión sin comprometer la integridad del habitáculo, pues la fuerza del impacto equivaldría a un choque del vehículo ligero de frente contra una pared de concreto a 180 km/h.

¿Cómo se puede calcular las fuerzas involucradas en un choque?

Tengamos en cuenta que la aceleración es el cambio de velocidad de un objeto en relación con el tiempo y la distancia.

Los objetos involucrados en choques generalmente se desaceleran, la forma numéricamente negativa de aceleración, hasta detenerse.

Calcular la cantidad de fuerza involucrada en un choque es tan simple como multiplicar la masa del objeto que se estrella por su desaceleración (Segunda ley de Newton).

Desaceleración (Gs) = Velocidad2 / 30 x Distancia.

Para calcular la aceleración o desaceleración involucrada en el choque. Imaginemos que el camión viajaba a 11.2 metros por segundo (m / s) o lo que es igual a 40 kilómetros por hora cuando chocó con el vehículo ligero, (omitiremos el impacto inicial, y nos enfocaremos en el impacto definitivo) deteniéndose por completo en 5 metros (tomando como referencia la longitud del vehículo ligero).

Esto quiere decir que se generaron 3.5g de fuerza de desaceleración para el camión de voltéo, considerando su peso de alrededor de 27 toneladas, nos daría una fuerza del impacto de 95 toneladas sobre el vehículo ligero.

La razón por la que sobrevivió la conductora del vehículo ligero es porque toda la absorción del impacto de esas 27 toneladas se dio alrededor de ella y entre los dos camiones, dejando una burbuja dentro del habitáculo suficiente para sobrevivir.

Esto no quiere decir que sea buena o mala la seguridad del vehículo ligero, sin embargo, las circunstancias se dieron de esa forma, ya que, si las circunstancias no hubieran estado a su favor, las cosas hubieran sido muy diferentes.

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