De effecten van momentum vertragen
Wanneer een voertuig met welke snelheid dan ook rijdt, is er momentum aan het werk. Wanneer dat voertuig een botsing krijgt of snel remt, kan de plotselinge verandering in momentum van de auto, de passagiers en eventuele lading door de kracht verwondingen en schade veroorzaken. Daarom hebben autofabrikanten verschillende veiligheidsvoorzieningen ontwikkeld, zoals veiligheidsgordels, airbags, gewatteerde dashboards en kreukelzones om rijders te beschermen die mogelijk bij een ongeval betrokken zijn.
Veiligheidsgordels en airbags zijn belangrijke apparaten, omdat ze zijn ontworpen om het lichaam geleidelijker af te remmen. Door langzamer af te remmen, worden de krachten op het lichaam tijdens een botsing geleidelijk verminderd. Het is wettelijk verplicht om veiligheidsgordels en airbags in voertuigen te installeren en er zijn veel staten die veiligheidsgordelwetten handhaven om ervoor te zorgen dat passagiers worden beschermd.
Gewatteerde dashboards zijn veiligheidsvoorzieningen die rijders een manier bieden om zichzelf te beschermen als een airbag niet wordt geactiveerd. Door de vulling in plaats van het dashboard te raken, worden de krachten die tijdens een botsing op het lichaam inwerken, verminderd. Deze functie heeft een enorm effect op de ernst van hoofdletsel bij auto-botsingen.
Kreukelzones werden voor het eerst ontwikkeld in 1952 door Béla Barényi, die voor Daimler-Benz werkte. Hij ontwierp een auto met aangewezen gebieden die konden instorten en de kinetische energie die vrijkomt bij een botsing absorberen. Deze zones worden nog steeds ontworpen en gebruikt door auto-ingenieurs. Voertuigen zijn ontworpen om tijdens een botsing op een gecontroleerde manier in te klappen, waarbij de kracht van de impact wordt geabsorbeerd en omgeleid. Kreukzones bevinden zich meestal aan de voor- en achterkant van de voertuigen.
Tips voor docenten
Help de leerlingen te begrijpen dat alle apparaten die in deze lezing worden genoemd, niet de vaart van de auto verminderen of direct de impactkrachten verminderen die optreden tijdens botsingen. In plaats daarvan beheersen deze apparaten de impactkrachten zodat de gevolgen ervan worden geminimaliseerd. Een airbag in een voertuig lijkt bijvoorbeeld op het plaatsen van een opgeblazen ballon tussen de robot en de bal in de activiteit Exploring Velocity. De ballon had een deel van de impactkrachten van de bal kunnen afleiden en daardoor de afstand die hij aflegde kunnen verkleinen. Dat is vergelijkbaar met hoe een airbag voorkomt dat de hoofden van passagiers bij een botsing tegen het interieur van een auto botsen.
Motiveer discussie
Vraag: Auto's waren vroeger gemaakt van staal en hadden weinig vulling. Wat heeft volgens u geleid tot het toevoegen van eisen aan veiligheidsvoorzieningen in auto’s?
A: Studenten moeten nekletsel (whiplash) en hoofdletsel (hersenschudding, hersenbeschadiging) en een groot aantal incidenten met betrekking tot dodelijke auto-ongelukken vermelden.
Vraag: Hoe beschermen voertuigveiligheidsvoorzieningen u?
A: De leerlingen moeten uitleggen hoe airbags en veiligheidsgordels hen kunnen beschermen tegen stoten in het dashboard of door de voorruit. De kreukelzone vermindert de impact van de botsing op het menselijk lichaam.
Vraag: Welk soort veiligheidsvoorzieningen zijn door ingenieurs ontwikkeld om jongere kinderen te beschermen, en waarom?
A: Het ontwerp van speciale autostoelen zorgt voor de juiste positionering van de veiligheidsgordel om het kind beter te beschermen.
Breid uw leerproces uit
Om deze activiteit uit te breiden, vraagt u uw leerlingen om de veiligheidskenmerken, zoals hierboven vermeld, in andere soorten voertuigen (verschillende soorten vliegtuigen, space shuttles, helikopters en dergelijke) verder te onderzoeken. Ze kunnen ook crashtestmethoden onderzoeken die door ingenieurs worden gebruikt om de grenzen van veiligheidsvoorzieningen te verkennen.