[研究]撞車物理學

anderson

	看到其他車友談到潰縮區的問題, 就想到 "撞車物理學" 這個標題. 不曉得擺在這個板是否合適. 人是血肉之軀, 過大的加速度會造成內出血而致命. 一般加速度常用 地心引力 (G力) 作為指標. 比方說受過訓練的飛行員可以承受 9G, 表示可以承受體重9倍的力量而仍然可以飛行. 查了一下, 超過 40G (40倍地心引力) 人就一定會受傷, 50G 會使 50% 兒童受重傷或死亡. (麻煩在於, 這是要看整個撞擊減速的過程, 從頭到尾都不可以超過) 在減速或者碰撞的過程中, 基本的物理公式是 V2^2 = V1^2 +2*a*S, 由於最後是靜止狀態, V2^2=0, V1^2 = -2*a*S 也就是 a= V1*(1/2S )^(0.5) 這意謂著若是負加速度維持恆定, 則在減速的或者碰撞的過程中, 對 人體造成的 G 力, 反比於減速距離的平方根. 換言之, 產生的G力, 反比於車體變形尺寸的平方根. 或者, 所受最大 G 力不變, 減速或是潰縮區正比於車速的平方.

anderson

	看到這邊, 我想車友應該有人已經快睡著了. 接下來用數據當實例: 如果取 30G 為上限, 透過仔細的設計, 撞擊減速的力量維持固定, 則最大加速度= 平均加速度=30G. 相關緩衝系統的受力為車重的 30 倍, 大約是幾十噸的數量級. 若潰縮區有 50 公分 (0.5m), 則 V^2= 2* (30*9.8) * 0.5, 可得 V=19.80m/sec, 相當於時速 61.7 Km/hr. 若潰縮區只有十公分, 那有效的速度就低於 27.6Km/hr. 以上的計算, 簡單的說, 就是車禍中需要一些空間把能量釋放掉, 人才不會受傷. 不過, 乘員空間則不允許有過大的變形, 否則乘客會直接承受到撞擊. (國產車這方面通常都不是太好) 小S 由於車身較短, 可以作為潰縮區域的空間有限, 所以車架設計成很堅固, 撞擊時, 有點讓其他車輛協助分擔能量的用意在. 不過, 若是硬碰硬的情況, 就比較容易讓乘員受傷, 所以駕駛的時候, 還是要小心為上, 萬一意外勢 不可免, 撞擊也要去儘量設法避開電線桿之類非常堅固的靜止物體, 以降低 撞擊力. 潰縮區設計的另外一個考慮, 則是輕微撞擊時不要變形, 儘量讓保險桿吸收能量, 維修主要換掉保險桿就好了. 因為, 若是動用到潰縮區, 坦白說, 雖然台灣的 板金師傅技術高超, 但車體大樑就不能保證下一次撞擊時能否保命了. 這樣的話, 輕微的撞擊就會造成車主的錢包嚴重潰縮, 也並非合理的設計. 也許這還可以 另外開一篇撞車經濟學來討論. :p

kimi

	哇哇∼∼∼ 寫的真好， 這是不是你的畢業論文啊 真是夠專業了！！

jameslu

	謝謝分享~

heroicage

	通常在撞車時有多少人可以去想到如何最省錢? 應該是安全、保命第一，不要傷到別人吧! 想如有時間去想最省錢，那就是開的很慢吧! 謝謝分享!

rgo

	thanks!!!!

simonsong

	下面引用由heroicage在 2006/03/07 00:23am 發表的內容： 通常在撞車時有多少人可以去想到如何最省錢? 應該是安全、保命第一，不要傷到別人吧! 想如有時間去想最省錢，那就是開的很慢吧! 謝謝分享! 非常贊成，最重要的是小心駕駛．

anderson

	呵呵, 這篇是之前和朋友在某個網站討論保險桿設計的部份結論. 其實 還有另外一個 "無情" 的結論是 F=ma, 意思是車重越重, 撞擊時 G 力越小. 不過顯然開怪手上街購物不切實際, 車小, 方便也是很重要的. 另外, 看來敝人說的還是不夠清楚, 省錢的問題是車廠造車理念的問題. 比方說像這篇: http://www.epochtimes.com/b5/1/4/11/n75493.htm 8公里時速撞擊, 修車費從港幣三千七百多元到一萬五千不等. 差四倍. 所以車廠設計理念不同, 車主錢包潰縮率還是會有點差別. :p 合理的車體結構設計應該是前軟後硬, 前面潰縮以釋放動能, 後面則 要抵擋被追撞的力量. (潰縮是後車車頭的事) 不過對於小撞擊, 不能太容易潰縮. 這時保險桿應該要身先士卒, 釋放能量. Smart 的車頭潰縮空間比較小, 所以要儘量避免硬碰硬以降低撞擊力. Smart 的安全帶/ 安全氣囊設計方式會有幫助, 但車主的主動安全觀念 的確還是很重要的一環.

enzolee

	心得：如果一定不可避免撞車時，要盡量挑正在移動的物體，千萬不要去撞固定又很堅固的東西。  嗯∼ 一定是這樣的！ 謝謝分享

anderson

	下面引用由enzolee在 2006/03/06 05:51pm 發表的內容： 心得：如果一定不可避免撞車時，要盡量挑正在移動的物體，千萬不要去撞固定又很堅固的東西。  嗯∼ 一定是這樣的！ 謝謝分享 對, 主要是要避開電線桿, 大樹, 房屋的柱子之類撞上之後會驟然停止的東西. 但是不要去撞走避的行人或機車騎士. 推撞其他的車輛相對之下比較好一點. 當然, 主動防衛駕駛: 先盡量判斷其他人的意圖, 然後預先採取必要的應變措施 (減速或換車道) 拉大反應空間, 還是最好的.