6.1.1 碰撞基本原理在线视频

同学们好 下来我们给大家讲 力学与生活当中的行车安全篇

汽车在我们日常生活当中 给大家提供了很多的便利 我们的生活已经离不开汽车了

但是

各种交通事故的发生 给人们造成了很大的物质的和生命的损失

那么 如何来避免这些现象呢

我们的生活当中应该怎么注意呢

我们从下面几个方面给大家来解释一下

一个我们的行车安全当中的基本来说 了解一下

碰撞的一些基本原理 下来就是安全带的发明 为了

为我们的汽车的安全提供了很大的

帮助 可是它是怎么工作的

怎么使用的 我们也给大家解释一下

下来一个这个安全气囊

也为安全

作出了生命保障

可是

安全气囊在什么情况下触发呢 我们给大家后面也再解释一下

再一个

就是公路桥梁的坍塌

由于各种原因也会造成

这个事故

往往会伤及无辜者

还有就是我们汽车上装个玻璃为大家提供了各种方便

但是说玻璃呢 我们得认识一下它

在某些情况下 这种玻璃呢

却成了我们的困局 那么我们怎么打破这个玻璃逃出汽车

那这样子 我们也要介绍

后来也许个别的人

那不小心掉到水里去了

这样那样的原因 那汽车怎么从

落水车里边 我们逃出来

也是我们需要关注的问题 所以呢 我们从下面几个方面来给大家解释

那么 第一个先解释一下碰撞的一个基本情况

那汽车的碰撞呢 跟一般的普通的碰撞

道理是一致的 那么碰撞我们是这样来定义的

就是物体的速度发生急剧变化 在短时间内

那这就是碰撞

那这个碰撞的

分为宏观和微观两种情况

从微观上来说呢

碰撞就是

分子或者粒子之间

那么它们发生一个碰撞的时候呢

有可能产生化学反应 那就是化学反应呢

我们为了提高它的效率

那就

通过工程上呢

通过来提高它的温度或者压力来实现

比如说合成氨

这样的我把它变换器

在高温底下

然后呢 提高压力提高到了

70MPa以上

那这个时候呢

反应速度会大大的提高

我们按照

合成效率会提高 那么这样

的叫高压反应

再一个呢 就是在20M帕到50M帕之间呢叫中压反应

那么

常规上呢 为了保证生产的安全性和设备的寿命呢

基本上都用在

低压就是20Mpa以下的

我们国家大部分情况下 用了15M帕左右

500度这样的温度进行合成氨的反应

在宏观方面的碰撞呢 比如我们

简单的生活当中钉个钉子呀 拿个榔头砸个核桃吃呀

或者是

我们做工 或者是诶

这个汽车日常生活产生的碰撞呢 这都是这样的 那我们来看看这个碰撞的基本特征

碰撞的基本特征呢 就说碰撞过程当中呢

所用的时间是非常短的

短到什么呢 一般我们通常用1‰秒或者是

万分之一秒来计量它

那个例如呢 我们有一个25毫米的铜球

那这个铜球呢

每秒钟720

毫米的速度相向正碰

那个正碰了以后呢

它们的

作用时间是非常短的

只有呢

万分之

两秒

那么 但是它会产生比较大的 这个作用力

我们来看一个例子

就是我们如果用一个榔头

来敲击一块钢板 如果这个榔头重是4.45N

那么 这个榔头敲击下去以后呢 我们

给底下放一个力的传感器

就是传感器的

就可以随时显示那我们这个力的大小

然后呢 我们看看

那么它的碰撞以后呢

4.45N的榔头以

每秒钟45.72

这样的毫米的速度

砸下去

那么 这个碰撞的时间呢 只有短短的万分之四点四秒

那这样呢 这个力会有多大呢

峰值的时候 最大的力

有1491N

整整这个力的大小呢

就是我们榔头的

重量的

355倍 可见这个碰撞力有多大

所以呢 我们经常会生活经验说 碰一下感觉很疼 就是这样的一个原因

那么我们在日常生活当中呢 经常要砸核桃钉钉子

工作的时候呢 要用榔头砸东西

砸的时候

一个手就必须

去扶一下 这个扶的时候 不小心砸在手上了

砸到时候会怎么办呢 大家都感觉很疼 为什么会很疼呢

我们从力的分析方面给大家解释一下

那么一般砸在手上的时候

他的力可能就是

作用时间呢

比钢板之间的可能

长多了

我们测定大概是0.01秒

那这0.01秒 他的峰值的压力 用刚才那个榔头

就是244.8N

这样一个峰值力

这个力对我们会

造成很大的痛苦

如果再速度快 可能手会砸烂了

所以这个呢 我们工作时候呢 一定要小心

而且这种砸榔头的技术

生存必须的 都必须把他练出来

各种技能

所以我们要注意这个问题

下来呢

我们再来看一下 在汽车发生碰撞的时候呢

人们为了研究这个碰撞对人造成的伤害

那么就要做各种实验

到实验的时候

唉 研究后决定

以每小时50公里这样的速度

来碰撞的话呢

会产生怎么样的一个效果

那么 这个时候实验呢

先拿了个西瓜

做个大的弹弓 把这西瓜呢

以每小时50公里的速度发射出去 让他撞到一个钢板上

它会产生什么效果呢

我们来看一下这个

我们通过高速摄影机可以看到以每小时50公里左右的速度

发射出去的西瓜

在遭遇钢板后

立刻呈粉末性破碎

西瓜汁向外溅出了几十米远

我们看得见西瓜撞到这个上面以后呢 每小时50公里速度撞上去

被撞得

粉身碎骨

没有一点儿实际经验

那么这种情况呢

伤害比较大

我们研究人员呢 又另外一个办法

又做了一个椰子壳儿 因为椰子壳儿呢

它会比

西瓜结实一些 那么拿这个东西也同样以

50公里的速度

往下撞结果证明 每小时50公里 这个速度仍有着坚硬外壳的椰子

也会粉身碎骨 这个速度产生的力量

撞完以后呢 发现椰子壳也粉身碎骨了

那我们呢 就知道这样的撞击很厉害

那么下来呢

我们只

就说研究人员想了 哎 这个撞击所产生这么大的力 那么我们要给它装个安全带

安全装上的话 安全带需要做

它得受多大力 才能保证这个人的安全呢

那么 他们又做了相应的

实验

汽车碰撞当中有这几种现象 一个是

和墙的正碰

那这种是我们要研究的东西

然后再一个呢

就是两个汽车之间的一个正面的碰撞

这是一般

伤害最大的一些碰撞

所以呢 后面可能研究主要集中在这些方面

那我们下来再看看它碰撞的时候

一般的

力学的原理

那碰撞的时候呢 我们一般说这碰撞都遵循我们的

动量守恒定律 那么如果两个

物体相碰撞的话 从他们碰上前的

动量等于碰撞后的动量

而且我们这个汽车的碰撞呢

它跟一般它是一个非完全碰撞

可以完全弹性碰撞

那这种碰撞呢 它有一个弹性的一个恢复系数

那么这个呢

一般根据物体的特性来决定的

有了它 我们就可以

来测定汽车在碰撞过程的力学现象

那么 如果有了这个

恢复系数了

那这恢复系数出来以后呢 我们就可以算出来 碰撞后两个物体 它的这个速度

对我们以后分析这个

汽车的损伤过程发生

进行改善

会提供很大的帮助

那碰撞后能量也有损失 那损失的能量 用这个式来计算

实际上 它也是遵循我们能量守恒原则的

那中间呢 碰撞前两个车动量就应该等于碰撞后两个车的动量 再加上

汽车

产生产生这个塑性变形以后所吸收的能量

或者说 损失的能量

那就这样 然后碰撞过程的力量

我们一般有汽车两个相碰撞的一个挤压力以后 它就产生的塑性变形 我们大家挤压力

或者呢

叫做什么 摩擦力 就是我汽车碰撞了 两个车子发生了相对的滑动

那这个时候还有摩擦力加上 所以他们的力就是这样一个关系

所以呢 我们一般来说 汽车的碰撞力就作用在

汽车速度的这个方向上

这是他们的受力情况

那其实正面碰撞以后他速度也会发生变化 那么有这样的式子来表示呢 速度就和

汽车的塑性变形量

以及汽车的质量和

汽车本身造设计和制造出来以后 他的一个无量纲那个塑性弹簧

变形系数有关系

那么 一般来说 汽车碰撞了以后呢 塑性变形而能够减少速度的30%左右

那么这个时候呢

下来呢 他对能量的吸收在55%左右

这汽车结构设计上的事情

我们有了这些 以后呢

就对汽车的一个碰撞过程有基本的了解

好了 我们这一讲就到这里 谢谢大家