Las fuerzas de impacto actúan sobre objetos que caen golpeando el suelo, chocando automóviles y similares. La energía cinética dinámica de un objeto en movimiento, como una bola que cae o un automóvil, se puede expresar como
E = 1/2 mv 2 (1)
dónde
En un impacto, como un accidente automovilístico, el trabajo realizado por la fuerza del impacto que ralentiza un objeto en movimiento a lo largo de una distancia al deformar la zona de deformación se puede expresar como
W = F promedio s (2)
dónde
Cuando una zona de deformación se deforma en un accidente automovilístico, la fuerza de impacto promedio está diseñada para ser lo más constante posible.
En un impacto donde el objeto no se deforma , el trabajo realizado por la fuerza del impacto que ralentiza el objeto en movimiento equivale al trabajo realizado por una fuerza de resorte , y puede expresarse como
W = 1/2 F máx s
= 1/2 ks 2 (2b)
dónde
En un accidente automovilístico, la energía dinámica se convierte en trabajo y las ecuaciones 1 y 2 se pueden combinar para
F avg s = 1/2 mv 2 (3)
La fuerza de impacto promedio se puede calcular como
Promedio de F = 1/2 mv 2 / s (3b)
La distancia de disminución de la deformación se puede calcular como
s = 1/2 mv 2 / F promedio (3c)
¡Nota! – La distancia de disminución de la deformación es muy importante y la clave para limitar las fuerzas que actúan sobre los pasajeros en un accidente automovilístico.
Un automóvil con una masa de 2000 kg conduce con una velocidad de 60 km / h (16,7 m / s) antes de chocar contra un muro de hormigón macizo. El frente del automóvil impacta 0.5 m (la distancia de deformación).
La fuerza de impacto se puede calcular como
Tenga en cuenta que la fuerza de gravitación (peso) que actúa sobre el automóvil es solo
¡El impacto crea una fuerza 28 veces la gravedad!
La energía dinámica en un objeto que cae en el momento del impacto cuando toca el suelo se puede calcular como
dónde
Si la energía dinámica de la caída se convierte en trabajo de impacto, las ecuaciones 2 y 4 se pueden combinar para
F avg s = ma g h (5)
La fuerza de impacto se puede expresar como
F avg = ma g h / s (5b)
La distancia de disminución de la deformación se puede expresar como
s = ma g h / F promedio (5c)
El mismo automóvil que el anterior cae desde una altura de 14.2 my choca en la zona de deformación con la parte delantera hacia abajo sobre una enorme pista de concreto. El frente impacta 0.5 m (distancia de desaceleración) como arriba. La fuerza de impacto se puede calcular como
Promedio F = (2000 kg) (9.81 m / s 2 ) (14.2 m) / (0.5 m)
= 558 kN
¡Nota! – ¡un accidente automovilístico en 90 km / h (25 m / s) se compara con una caída de 32 m !
Una persona con un peso (fuerza gravitacional) de 200 lb (lb f ) cae desde una mesa de 4 pies de altura.
La energía del cuerpo que cae cuando toca el suelo se puede calcular usando (4) como
El impacto en un cuerpo humano puede ser difícil de determinar, ya que depende de cómo el cuerpo toque el suelo, qué parte del cuerpo, el ángulo del cuerpo y / o si se usan las manos para proteger el cuerpo, etc.
Para este ejemplo, usamos una distancia de impacto de 3/4 de pulgada (0.0625 pies) para calcular la fuerza de impacto:
En unidades métricas – persona con peso 90 kg, distancia de caída 1,2 my distancia de impacto 2 cm :
Habláremos del sistema de seguridad integrado en la marca BMW EWS1 El primer inmovilizador electrónico…
Los inyectores de Inyección Directa de Gasolina GDI (Gasoline Direct Injection) trabajan hasta 2,900 libras…
La tecnología start-stop detecta cuando su automóvil se detiene y detiene el motor automáticamente, luego…
El combustible FlexFuel, es un combustible alternativo elaborado a partir de una combinación de gasolina…
Debido a las altas velocidades involucradas, todos los flujos fuera y dentro de los cilindros…
DoIP, o Diagnóstico sobre Protocolo de Internet, es un protocolo de comunicación que permite el…
Esta web usa cookies.
Ver comentarios
Exelente publicacion
Saludos
Hola amigo,
El texto dice: "...En unidades métricas – persona con peso 90 kg..."
Consulta: ¿Por qué lo multiplicas nuevamente por 9.81m/s2 si según el texto es peso no masa?
Gracias
Slds