第三節 接觸時間
延長碰撞時間以減少撞擊力

汽車碰撞的撞擊力會對乘客造成傷害。為了減低傷害,有什麼方法可以減低碰撞的撞擊力呢?

通過分析 \(F\ t=\Delta p\),可知:

  • 受力時間 \(t\) 愈短,所受淨力 \(F\) 愈大。


中的車子,比較撞向牆壁與撞向車胎的兩種情況,可知:

        以撞向
  • 牆壁
  • 車胎
時的受力時間較長。
        根據 \(Ft\) 與 \(\Delta p\) 的關係,可知在撞向
  • 牆壁
  • 車胎
時的撞擊力會較小。

【題解】
顯示:

  • 車子撞擊堅硬的牆壁時,受力時間很短;但撞擊一排會彈開的車胎時,受力時間會較長。
  • 換言之,由於撞擊力與受力時間成反比(\(F\ \propto {{t}^{-1}}\)),所以車子撞向車胎時的撞擊力會較小。

這解釋了為何賽車跑道旁不用堅固的牆,而用一排會撞散的車胎來擋住失控的車子!

雖然不管是什麼障礙物令車子停下,車子動量變化都相同,但卻不表示受力時間也會相同。若用牆壁來擋住賽車,因碰撞的受力時間短,會令撞擊力很大;而用車胎擋住賽車,便因受力時間延長了而令撞擊力較小。

啟動動畫,演示車子撞向牆壁及一堆車胎時的效果
延長碰撞時間的其他措施

上方的活動顯示:

利用一排排的車胎來停止失控的賽車,會是較好的選擇。


工程師設計汽車時,也會刻意讓汽車車頭在猛烈碰撞時,可適當地撞毀折曲,使受力時間延長,減低作用在乘客身上的撞擊力()。

汽車碰撞時,車頭會適當地撞毀折曲
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