Spowolnienie skutków pędu
Kiedy pojazd jedzie z dowolną prędkością, działa pęd. Kiedy pojazd ulegnie kolizji lub szybko zahamuje, nagła zmiana pędu samochodu, jego pasażerów i ładunku może spowodować obrażenia i uszkodzenia z powodu działającej siły. Dlatego producenci samochodów opracowali kilka elementów zapewniających bezpieczeństwo, takich jak pasy bezpieczeństwa, poduszki powietrzne, wyściełane deski rozdzielcze i strefy zgniotu, aby chronić pasażerów, którzy mogą wziąć udział w wypadku.
Pasy bezpieczeństwa i poduszki powietrzne są ważnymi urządzeniami, ponieważ ich zadaniem jest bardziej stopniowe spowalnianie ciała. Stopniowe zwalnianie zmniejsza siły działające na ciało podczas kolizji. Instalowanie pasów bezpieczeństwa i poduszek powietrznych w pojazdach jest prawnie wymagane, a w wielu stanach egzekwuje się przepisy dotyczące pasów bezpieczeństwa, aby zapewnić pasażerom ochronę.
Wyściełane deski rozdzielcze to elementy bezpieczeństwa, które umożliwiają kierowcom zabezpieczenie się w przypadku, gdy poduszka powietrzna nie zadziała. Uderzenie w wyściółkę zamiast w deskę rozdzielczą zmniejsza siły działające na ciało podczas uderzenia. Cecha ta ma ogromny wpływ na stopień ciężkości urazów głowy powstałych w wyniku kolizji samochodowych.
Strefy zgniotu zostały po raz pierwszy opracowane w 1952 roku przez Bélę Barényi, który pracował dla Daimler-Benz. Zaprojektował samochód z wyznaczonymi obszarami, które mogłyby się zawalić i pochłonąć energię kinetyczną uwolnioną podczas uderzenia. Strefy te są nadal projektowane i wykorzystywane przez inżynierów samochodów. Pojazdy są zaprojektowane tak, aby podczas zderzenia zapadały się w kontrolowany sposób, pochłaniając i przekierowując siłę uderzenia. Strefy zgniotu zlokalizowane są zazwyczaj z przodu i z tyłu pojazdu.
Wskazówki dla nauczycieli
Pomóż uczniom rozpoznać, że wszystkie urządzenia wymienione w tej lekturze nie zmniejszają pędu samochodu ani bezpośrednio nie zmniejszają sił uderzenia występujących podczas zderzeń. Zamiast tego urządzenia te zarządzają siłami uderzenia, tak aby zminimalizować ich skutki. Na przykład poduszka powietrzna w pojeździe przypomina umieszczenie napompowanego balonu pomiędzy robotem a piłką w ćwiczeniu Odkrywanie prędkości. Balon mógł odwrócić część sił uderzenia od piłki i w ten sposób zmniejszyć odległość, którą przeleciała. Działa to podobnie do poduszki powietrznej, która zapobiega uderzeniu głów pasażerów we wnętrze samochodu podczas kolizji.
Motywuj dyskusję
P: Samochody były kiedyś wykonane ze stali i miały niewielką ilość wyściółki. Jak myślisz, co doprowadziło do dodania wymogów dotyczących zabezpieczeń w samochodach?
A: Uczniowie powinni wspomnieć o urazach szyi (kręgosłup) i głowy (wstrząśnienia mózgu, uszkodzenia mózgu) oraz dużej liczbie wypadków związanych ze śmiertelnymi wypadkami samochodowymi.
P: W jaki sposób zabezpieczenia pojazdu chronią Cię?
A: Uczniowie powinni wskazać, w jaki sposób poduszki powietrzne i pasy bezpieczeństwa mogą chronić je przed uderzeniem w deskę rozdzielczą lub przez przednią szybę. Strefa zgniotu zmniejsza wpływ zderzenia na organizm człowieka.
P: Jakiego rodzaju zabezpieczenia opracowali inżynierowie, aby chronić młodsze dzieci i dlaczego?
A: Konstrukcja specjalnych fotelików samochodowych pozwala na prawidłowe ułożenie pasa bezpieczeństwa, aby lepiej chronić dziecko.
Rozszerz swoją naukę
Aby rozszerzyć to ćwiczenie, poproś uczniów, aby dokładniej zbadali cechy bezpieczeństwa, takie jak te wymienione powyżej, w innych typach pojazdów (różnych typów samolotów, promów kosmicznych, helikopterów i tym podobnych). Mogą także zbadać metody testów zderzeniowych stosowane przez inżynierów w celu zbadania granic funkcji bezpieczeństwa.