הכוח הפועל הגוף

[rubh86]

הכוח הפועל הגוף

שלום ,
איך מחשבים את הכוח הפועל על הגוף בעת תאונת דרכים? כמובן במהירויות שונות.
רוני

 

[rubh86]

tאין איש שיודע את התשובה?

 

[guprnds]

משפט מתקף-תנע

ייתן לך את הכוח הממוצע:
Fdt=mv2-mv1
כלומר מכפלת הכוח הממוצע שפעל על הגוף בזמן התאונה במשך הזמן שלקח לתאונה להתרחש שווה למסת הגוף כפול הפרש המהירויות בין לפני ואחרי התאונה (בדרך כלל בתום התאונה המהירות היא אפס).

 

[rubh86]

לא הבנתי כלום. אתה יכול לתת דוגמא מספרית לסיטואציה הבאה:

הנהג במשקל 70 ק"ג , הנוסע במהירות 20 קמ"ש ונתקע בעצם הגורם לו לעצור במקום!

מה הכוח הפועל עליו? עם איזה כוח מתמודדת חגורת הבטיחות?
תודה ,
רוני

 

[tanj]

חסר נתון בשאלה

התנע של הנהג בהתחלה: 70X20=1400
התנע של הנהג בסוף: 0
השינוי בתנע שווה ל ZZ F*delta t ZZ
כלומר חסר נתון- כמה זמן לקח לרכב לבלום?

 

[Schrodingers Dog]

שאלה קצת כללית

איך את בדיוק מגדירה תאונת דרכים? יש חגורות בטיחות, כריות אוויר מסוגים שונים, פגיעות מכיוונים שונים. את צריכה להגיד על מה את חושבת שאת אומרת תאונת דרכים.

 

[rubh86]

ראשית אני זכר ....שנית השאלה פשוטה: הנהג במשקל 70 ק"ג נוסע

במהירות 20 קמ"ש ונתקע חזיתית במכולה נייחת העוצרת אותו על המקום.
איזה כוח יופעל הנהג? או במילים אחרות כנגד איזה כוח , בק"ג מתמודדת חגורת הבטיחות?
תודה
רוני

 

[Schrodingers Dog]

עוד פרטים

אין דבר כזה בפיזיקה ״מיד״. תוך כמה זמן הוא נעצר? שנייה? עשירית שנייה? מאית שנייה?
&nbsp
בנוסף ק״ג זו לא יחידה של כוח אלא של מסה.

 

[rubh86]

ראשית , אני שוב מודה לך שאתה עונה לי. כאמור , אני

בור בפיסיקה , והשאלות שלך קצת מורכבות בשבילי...
אני רוצה לברר מה גורם לנוסע לעוף מהאוטו בזמן תאונה(ברור לי שכוח ההתמדה..) ואיך אני יכול לחשב את הכוח/מסה (הסבר את ההבדלים בדוגמא) , בהנחה שהוא נעצר על המקום, כלומר בעצם נייח (מכולה,עמוד חשמל וכד').
חן , חן ,
רוני

 

[Schrodingers Dog]

הסבר

אוקי אז נעשה את זה פשוט. ניוטון הבין שאם לא מופעלים כוחות אז חפץ ימשיך לנוע בקו ישר לנצח - ממש כמו שאתה רואה בסרטונים מהחלל שזורקים חפצים והם נעים בקו ישר. אותו דבר כאשר הרכב מתנגש במשהו ומאט בצורה פתאומית אז הגוף (שלא מחובר לרכב) רוצה להמשיך לנוע בקו ישר וחגורת הבטיחות מונעת את זה - זאת בדיוק המטרה שלה.

אז אמרנו שכח גורם לגוף להתחיל לשנות את המהירות שלו. בכמה המהירות בסופו של דבר תשתנה זה תלוי בשני גורמים: בעוצמת הכוח ובכמות הזמן בה הכוח פעל. אנחנו רוצים לחשב את עוצמת הכח שצריך כדי לגרום לאדם שנע קודם במהירות 20 קמ״ש לעצור לחלוטין אז אנחנו צריכים לדעת כמה זמן זה לקח לו לעצור. אם ניקח זמן סביר לחלוטין של עשירית שנייה על אדם עם מסה של 70 ק״ג במהירות 20 קמ״ש (שזה 5.5 מטר לשנייה) נקבל 3888 ניוטון שזה יחידות של כח.

כדי לקבל תחושה כללית אפשר להמיר את זה לתאוצה בכפולות של g שזאת תאוצת הכובד ונקבל בערך 5.5g - זה כבר לא תלוי במסה של הנוסע. כלומר התאוצה שהאדם ירגיש היא פי 5.5 מהתאוצה כתוצאה מכח הכבידה. שמתכננים רכבת הרים אז מנסים שלא יהיו בה תאוצות יותר גדולות מ 2-3g כי זה כבר מתחיל להיות לא נעים. טייסי קרב מתמודדים עם תאוצות גדולות יותר של 5-6g. אפשר להגיד שזה יהיה כואב אבל כנראה לא קטלני. אם נגדיל את המהירות ל60 קמ״ש אז גם התאוצה תגדל פי 3 ל-15g וכך הלאה.

הנזק שנגרם לגוף הוא מעצם זה שהאיברים בתוך הגוף מתנגשים בדפנות בתאוצה הזאת - כמו אדם שעף מהאוטו בלי חגורת בטיחות, אז לאיברים הפנימיים אין חגורת בטיחות ורוב הפציעות הן בגלל איברים פנימיים שנפגעים.

 

[rubh86]

קודם כל , תודה ענקית לסבלנות ולתשובה הארוכה שניפקת.

עם זאת , טרם קיבלתי תשובה לשאלה, כלומר קיבלתי , אבל היא ברורה לך ולכאלה המבינים כמוך...
היה מי שאמר לי שב 20 קמ"ש פועל על גוף האדם כוח של 400 ק"ג , הגדל בריבוע של הגידול במהירות. זה נשמע לי הגיוני , אולם אינני יודע איך הוא הגיע לזה.
מאידך , פורסם באתר המכבד את עצמו , "קציני בטיחות בתעבורה" , שהחישוב מורכב מכפולה של חצי משקל הנהג כפול המהירות בריבוע. זה נשמע לי מופרך לחלוטין, כי הכוחות המתקבלים הם עצומים.
לפיכך אני מחפש עדיין את הדרך לפתרון.
תודה ,
רוני

 

[Schrodingers Dog]

יש פתרון

הוא כתוב בתגובה הקודמת והוא מצריך ידע מינימלי במכניקה תיכונית. לעומת זאת 2 התשובות שהזכרת לא נכונות. 400 ק״ג זה לא כח, זאת מסה. החישוב השני - חצי מסה כפול מהירות בריבוע - זאת הדרך לחשב אנרגיה ושוב, זה לא כח.

אם לא תנסה לחשוב וגם להבין לבד, איך תדע לזהות כאשר אנשים אחרים מדברים שטויות?

 

[rubh86]

הרכב בלם על המקום כי הוא נכנס בעמוד , בקיר .....

 

[דניאל החכם]

יש פרק זמן מסוים שבו קדמת האוטו נמעכת

וההאוטו ממשיך להתקדם לתוך הקיר
בפרק זמן זה מהירות הגוף משתנה מהמהירות ההתחלית לאפס.

 

[הפעולה המינימלית]

פתרון הומוריסטי

נניח אדם (70 ק"ג) נמצא על קרון רכבת שנוסעת במהירות 20 קמ"ש. במהירות זו מתחיל בהזרמת אוויר מחורים קטנים בתחתית הקרון כך שהקרון דומה לשולחן הוקי אוויר והאדם הוא הדיסקית.
הקרון נעצר במכה אחת (מספיק מהר כך שהיא תיעצר לגמרי לפני שהאדם יגיע לקיר).
&nbsp
האנרגיה שיש לאדם במצב זה היא מחצית מסתו כפול המהירות בריבוע - 1080 ג'אול.
&nbsp
נניח שלא עוברת אנרגיה בין האדם לקרון (הנחה קשה)-
אנחנו נשארים עם אדם ללא תנועה אבל עם 1080 ג'אול. איפה הם נמצאים?
&nbsp
אומרים שאנחנו נהיים יותר גבוהים ב-2 ס"מ בערך בבוקר אחרי שהיינו במצב מאוזן כל הלילה.
נוכל לתאר את האדם כמורכב מ2 חתיכות (למעלה ולמטה) שוות המחוברות בקפיץ - כמה חזק הקפיץ?
משוויון הכוחות בין הקפיץ לכוח המשיכה שפועלים על חצי הגוף העליון בעמידה מתקבל שקבוע הקפיץ הוא 35,000 ניוטון למטר.
&nbsp
אם ה-1080 ג'אול מההתנגשות הופכים לאנרגיית הקפיץ הזה - הקפיץ נמתח או התכווץ ב... תופים.... 25 ס"מ
&nbsp
ב-100 קמ"ש האדם נמתח במטר ורבע..
&nbsp
סעו בזהירות