การชะลอผลกระทบของโมเมนตัม
เมื่อยานพาหนะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วใดๆ โมเมนตัมก็จะอยู่ที่ที่ทำงาน เมื่อยานพาหนะเกิดการชนหรือเบรกอย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมของรถ ผู้โดยสาร และสินค้าใดๆ อย่างกะทันหันอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บและความเสียหายจากแรงดังกล่าวได้ นั่นคือเหตุผลที่ผู้ผลิตรถยนต์ได้พัฒนาคุณลักษณะด้านความปลอดภัยหลายประการ เช่น เข็มขัดนิรภัย ถุงลมนิรภัย แผงหน้าปัดบุนวม และโซนยุบตัว เพื่อปกป้องผู้ขับขี่ที่อาจเกี่ยวข้องกับอุบัติเหตุ
เข็มขัดนิรภัยและถุงลมนิรภัยถือเป็นอุปกรณ์สำคัญเนื่องจากได้รับการออกแบบให้ร่างกายช้าลงอย่างช้าๆ การชะลอความเร็วลงจะค่อยๆ ลดแรงที่กระทำต่อร่างกายระหว่างการชน เข็มขัดนิรภัยและถุงลมนิรภัยจำเป็นต้องติดตั้งในยานพาหนะตามกฎหมาย และมีหลายรัฐที่บังคับใช้กฎหมายเข็มขัดนิรภัยเพื่อให้แน่ใจว่าผู้ขับขี่ได้รับความคุ้มครอง
แผงหน้าปัดบุนวมเป็นคุณลักษณะด้านความปลอดภัยที่ช่วยให้ผู้ขับขี่สามารถป้องกันตัวเองในกรณีที่ถุงลมนิรภัยไม่ทำงาน การกระแทกบุนวมแทนแผงหน้าปัดจะช่วยลดแรงที่กระทำต่อร่างกายระหว่างการกระแทก คุณลักษณะนี้มีผลอย่างมากต่อความรุนแรงของการบาดเจ็บที่ศีรษะจากการชนของรถ
Crumple Zones ได้รับการพัฒนาครั้งแรกในปี 1952 โดย Béla Barényi ซึ่งทำงานให้กับ Daimler-Benz เขาออกแบบรถยนต์โดยมีพื้นที่ที่กำหนดซึ่งสามารถยุบและดูดซับพลังงานจลน์ที่ปล่อยออกมาจากการชนได้ โซนเหล่านี้ยังคงได้รับการออกแบบและใช้งานโดยวิศวกรรถยนต์ ยานพาหนะได้รับการออกแบบให้ยุบในลักษณะควบคุมได้ในระหว่างการชน โดยดูดซับและเปลี่ยนทิศทางแรงกระแทก โซนรอยย่นมักจะอยู่ที่ด้านหน้าและด้านหลังของยานพาหนะ
เคล็ดลับของครู
ช่วยให้นักเรียนรับรู้ว่าอุปกรณ์ทั้งหมดที่กล่าวถึงในการอ่านนี้ไม่ได้ลดโมเมนตัมของรถหรือลดแรงกระแทกที่เกิดขึ้นระหว่างการชนโดยตรง แต่อุปกรณ์เหล่านี้จะจัดการแรงกระแทกเพื่อลดผลที่ตามมา ตัวอย่างเช่น ถุงลมนิรภัยในยานพาหนะก็เหมือนกับการวางบอลลูนที่พองลมไว้ระหว่างหุ่นยนต์กับลูกบอลในกิจกรรม Exploring Velocity บอลลูนอาจเบี่ยงเบนแรงกระแทกบางส่วนออกไปจากลูกบอล และทำให้ระยะทางที่มันเคลื่อนที่ลดลง ซึ่งคล้ายกับวิธีที่ถุงลมนิรภัยป้องกันศีรษะของผู้โดยสารจากการชนกับภายในรถในระหว่างการชนกัน
กระตุ้นให้เกิดการอภิปราย
ถาม: รถยนต์เคยทำจากเหล็กและมีเบาะรองนั่งเล็กน้อย คุณคิดว่าอะไรนำไปสู่การเพิ่มข้อกำหนดคุณลักษณะด้านความปลอดภัยในรถยนต์
A: นักเรียนควรกล่าวถึงอาการบาดเจ็บที่คอ (แส้แส้) และการบาดเจ็บที่ศีรษะ (การถูกกระทบกระแทก สมองเสียหาย) และเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับอุบัติเหตุรถชนถึงชีวิตเป็นจำนวนมาก
ถาม: คุณลักษณะด้านความปลอดภัยของยานพาหนะปกป้องคุณได้อย่างไร
A: นักเรียนควรชี้ให้เห็นว่าถุงลมนิรภัยและเข็มขัดนิรภัยสามารถป้องกันไม่ให้ถูกโยนเข้าไปในแผงหน้าปัดหรือผ่านกระจกหน้ารถได้อย่างไร โซนย่นช่วยลดผลกระทบจากการชนกับร่างกายมนุษย์
ถาม: วิศวกรได้พัฒนาคุณลักษณะด้านความปลอดภัยประเภทใดเพื่อปกป้องเด็กเล็ก และเพราะเหตุใด
A: การออกแบบเบาะนั่งในรถยนต์แบบพิเศษช่วยให้คาดเข็มขัดนิรภัยได้ถูกต้องเพื่อปกป้องเด็กได้ดียิ่งขึ้น
ขยายการเรียนรู้ของคุณ
หากต้องการขยายกิจกรรมนี้ ขอให้นักเรียนค้นคว้าคุณลักษณะด้านความปลอดภัยเพิ่มเติม เช่น ที่กล่าวไว้ข้างต้น ในยานพาหนะประเภทอื่นๆ (เครื่องบินประเภทต่างๆ กระสวยอวกาศ เฮลิคอปเตอร์ และอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน) พวกเขายังสามารถตรวจสอบวิธีทดสอบการชนที่วิศวกรใช้เพื่อสำรวจขีดจำกัดของคุณสมบัติด้านความปลอดภัย