Vem faller fortast? Räkna själv!

När du hoppat från ett flygplan, ökar fallhastigheten tills luftmotståndet är lika stort som tyngdkraften. Vänta därför med fallskärmen, om du fort vill ned. Formeln visar att en större kropp faller fortare än en mindre med likadan form och täthet.

Förenklad bild av yttre krafter på kropp i fritt fall. Friktionskrafter försummas liksom rotationer och instabilitetsfenomen .
Förenklad bild av yttre krafter på kropp i fritt fall. Friktionskrafter försummas liksom rotationer och instabilitetsfenomen. Fallhastigheten (v) ökar tills dess att de uppåtriktade bromsande krafterna (F) har blivit lika stora som den nedåtriktade tyngdkraften (Q).

Fortsätt läsa ”Vem faller fortast? Räkna själv!”

Skadekurvan som dissar småbilar

Hur mycket måste din bils front tryckas ihop för att skydda dig mot inre skador i krock mot en bergvägg? Det visar diagrammet och formeln i en tidigare artikel. 

Diagram: g-tal som funktion av sträckan vid stopp med konstant acceleration från olika hastigheter (30-50-70 km/h).
Matematiskt samband mellan g-tal och sträcka vid stopp med konstant acceleration från olika hastigheter. Från lucka 13 i Hjulkalendern 2014.

Matematiken är inte nådig mot dem som åker i små bilar. Oavsett hur skickliga konstruktörerna har varit, så kan en kort deformationszon inte vara lika skonsam som en lång. Dubbleras bromssträckan för kupén så kan de skadliga g-krafterna på de åkande halveras. Se formeln i artikeln Kort bil farligare än krocktest visar: Räkna själv!

Fortsätt läsa ”Skadekurvan som dissar småbilar”

Mesar undviker krocka utan regler – Video i slow-motion

En bild-rulle visar här levande varelsers överlägsenhet i precision och snabbhet vid ”parkering” och ”Collision Avoidance”. Det får vidga vyerna efter det ganska avgränsade perspektivet på bilteknik och -bildning i Bildrullens Hjulkalender 2014.

Fågel fäller ut "landningsställ", lyftkraftshöjande flaps och fartminskande fjäderbroms vid fågelbord. Foto 141225 av Lennart Strandberg för bildrullen.se.
Blåmes går in för landning och precisionsparkering vid julbordet 2014. Fågeln fäller ut ”landningsställ”, lyftkraftshöjande ”flaps” och fartminskande fjäderbroms på ett sätt som bör imponera även på mänskliga elitförare i flyg- och vägtrafik. Åtminstone blev jag impad bakom kameran, en Casio Ex-F1 med höghastighetsvideo, som spelade in YouTube-klippet nedan.

Fortsätt läsa ”Mesar undviker krocka utan regler – Video i slow-motion”

Svårare gå än köra bil på ishalka?

På skrovlig is kan ytans lutning få gående och cyklister på fall. I bilen har vi inte det problemet. Våra gångexperiment visade att en decimeters glidning räcker för att falla. En gammal video därifrån tål att skrattas åt.

Krafter som verkar på en gåendes skosula från ett lutande isunderlag.
När isen håller, räcker normalkraften (N) för att bära upp tyngden (mg). Men om isen lutar (vinkeln v), krävs också en friktionskraft (F) för att inte sulan ska glida undan. Är greppet otillräckligt förlorar den gående eller stående balansen. Tvåhjulingar kan få liknande problem även på sommarväglag.

I slänter och lutningar med vinterväglag är det nog uppenbart att halkan måste bekämpas för att fotgängare och fordon ska kunna ta sig fram.

Men gående och cyklister måste också hålla balansen. En decimeterlång glidsträcka är tillräcklig för att en ung frisk person ska falla vid normal gång enligt våra laboratorieexperiment. Se artiklarna i Ergonomics och Biomechanics.

Att gå på ett buckligt isunderlag utan broddar kan vara omöjligt utan att halka. De lokala lutningarna behöver inte vara större än någon procent för att en odubbad sula ska börja glida.

Särskilt lurigt är det om det halkskyddande gruset har smält ned under ytan i den genomskinliga isen som på videon nedan.

Fortsätt läsa ”Svårare gå än köra bil på ishalka?”

Reinfeldts bil farligt liten? Video och diagram i Hjulkalendern 13

Ska du välja bilmodell som skyddar dina medpassagerare? Då är nog Reinfeldts nya småbil ingen höjdare. Ju mer plåt som kan pressas ihop utanför kupén, när en bil frontalkrockar – desto mindre våld behöver de åkandes inre organ utsättas för.

I fredagens nätmedia uppgavs att Fredrik Reinfeldt och Pernilla Wahlgren har skaffat ny bil av likadan modell, Fiat 500C. ”Roligt och bra val” tycker en bilexpert enligt artikeltexten. Kanske det – så länge de inte blir påkörda eller krockar.

På bilder av Fiat 500C ser det ut som om frampartiets effektiva deformationszon (där fronten tar upp energi under konstant retardation av kupén) inte är mycket längre än några decimeter. Låt mig utgå från 30 centimeter.

Diagram: g-tal som funktion av sträckan vid stopp med konstant acceleration från olika hastigheter (30-50-70 km/h).
Matematiskt samband mellan g-tal och sträcka under hastighetsminskning med konstant acceleration från olika farter (30-50-70 km/h) till noll.

Då visar diagrammet härintill att en krock i 50 kilometer i timmen mot fast barriär innebär g-tal på över 30 för den som sitter fastspänd i kupén och inte får stoppsträckan förlängd av bilens eventuella säkerhetsfunktioner – via krockkuddar, bälten och stol. Hos en ung, frisk och stark person kanske skadliga whiplashrörelser inte uppstår i halskotpelaren, och aortas anslutning till de tyngre inre organen kanske håller. Men …

Betydligt större chans att klara sig oskadda skulle Reinfeldts och Wahlgrens sällskap ha i en större bil med deformationszoner på 50 à 60 centimeter. Då kan g-talet teoretiskt hållas under 20 vid en krock mot barriär eller mot mötande likadan bil i 50 km/h.

Oavsett antalet stjärnor i krocktesterna hos Euro-NCAP, så skyddar småbilar sämre mot inre skador. Den tekniska utvecklingen mellan 1950-talets Citroen och 2000-talets Smart ändrar inte på människans biomekanik. Halveras deformationszonens längd så dubbleras G-krafterna på de åkande vid ett tvärstopp.
Oavsett antalet stjärnor i krocktesterna hos Euro-NCAP, så skyddar småbilar sämre mot inre skador. Den tekniska utvecklingen mellan 1950-talets Citroen och 2000-talets Smart ändrar inte på människans biomekanik. Halveras deformationszonens längd så dubbleras g-krafterna på de åkande vid ett tvärstopp.

Dessutom gör skillnader i vikt och fysikens impulslag att exempelvis en större 1900 kilograms bil (som Labb-Volvon) stöter Fiatens 1100 kilogram bakåt. Om båda håller 50 före frontalkrocken, kommer hastighetsförändringen (delta-v) för Fiaten att bli över 60 km/h (64 vid central, helt oelastisk stöt) medan personerna i den större bilen kan komma undan med mindre än 40 km/h (37).

I en sådan krock bottnar troligen Fiatens deformationszon, så att g-talet för de åkande blir avsevärt större än de 40-50 som diagrammet visar. Därtill kommer risken för inträngande våld och yttre skador, när kupén kollapsar.

Här har nog förenklingarna i resultaten från krockprov trivialiserat det offentliga samtalet. Även om en bil behåller kupén intakt och testbilderna visar att medföljande krockdockor inte får yttre skador, så klarar inte människans inre organ så höga g-tal som exempelvis torde ha förekommit i krocktesten på videon härintill.

Mer om min utgångspunkt på DN Debatt för ett par decennier sedan:
Livsfarligt satsa på småbilar
Lite av fysiken och matten bakom:
Fronta i 50 mot tungt fordon är som bergvägg i 100 – Här finns formeln
Kort bil farligare än krocktest visar: Räkna själv!

_________
Klicka här
för att öppna alla luckor
i 2014 års adventskalender på bildrullen.se.