Energia wywoływana przez zderzenie

Energia wywoływana przez zderzenie. Specjaliści wielu krajów poświęcają wiele uwagi problemowi badania następstw zderzeń czołowych (środkowych) samochodów osobowych. W tym celu na specjalnych poligonach przeprowadzane są badania samochodów na zderzenie. Podczas tych badań samochody doznają znacznych uszkodzeń zespołów i elementów przedniej części, co następuje w takiej kolejności: zderzak, błotniki, maska, chłodnica, w którą zostaje wciśnięty wentylator oraz pompa wody. Następnie w wielu przypadkach następuje wygięcie ramy i odkształcenie podłogi samochodu. Czas trwania tych procesów zawiera się w granicach 0,06—0,08 s.

Energia kinetyczna przeciętnego samochodu osobowego poruszającego się z umiarkowaną prędkością jest bardzo duża. Dla przykładu, samochód o typowych wymiarach, o masie 1800 kg, najeżdżający na nieruchomą przeszkodę z prędkością około 50 km/h, ma w chwili uderzenia energię kinetyczną o wartości 16 800 J. Cała ta energia (rozpraszana w postaci ciepła podczas normalnego hamowania w ciągu względnie długiego odcinka czasu) podczas zderzenia musi być wytracona w ciągu ułamka sekundy. Według posiadanych danych, energia wytracana podczas katastrof ciężkich samochodów osiąga setki tysięcy dekaniutonometrów. Samochody uderzające w nieruchomą solidną ścianę o dużej masie pochłaniają w takim przypadku całą energię uderzenia, ponieważ sztywna ściana praktycznie nie odkształca się. Jeżeli dwa identyczne samochody o masie 1800 kg zderzają się czołowo z prędkością 50 km/h, to wówczas efekt zderzenia jest taki, jak gdyby każdy z samochodów zderzył się z nieruchomą przeszkodą. Jeśli natomiast jeden z nich porusza się wolniej niż drugi, to wówczas sumaryczna energia wyzwalana podczas zderzenia będzie nieco mniejsza niż w poprzednim przypadku. Jednak samochód o mniejszej masie lub poruszający się z mniejszą prędkością zmuszony jest pochłonąć większą ilość energii od tej, którą miał w chwili zderzenia. Energia kinetyczna poruszającego się samochodu powinna w rezultacie zderzenia przekształcić się w pracę mechaniczną, a nie w ciepło, co ma miejsce podczas hamowania. Energia ta przekształca się przeważnie w pracę odkształcenia szkieletu konstrukcji samochodu i jego zespołów. Siła uderzenia przy zderzeniu może zostać zmniejszona, jeżeli samochód lub jego elementy przemieszczają się na możliwie znaczną odległość.