lille fysikspørgsmål: Hviklen kraft påfører en bil ved påkørsel

Hvorfor i 70 cm hoejde?
Selve bilens energi udregnes efter massen og hastigheden.
Et emne med farten v og massen m, har en kinetisk energi paa:
Wk = 0.5 * m * v^2
Den paavirkning en person i bilen vil blive udsat for, afhaenger af nedbremsningen. Ved sammenstoed er det hvor meget bilen vil blive deformeret.
Koerer bilen ind i en mur der ikke giver efter og fronten bliver trykket 70 cm sammen, saa bliver nedbremsningen:
Farten er 40 Km/t = 11.11 m/s Nedbremsningen regner vi med sker liniaert, altsaa en gennemsnits hastighed paa 5,55 m/s. Med den hastighed tager det 0.126 sek at koere 5,55 meter.  0,7 meter / 5.55 m/s = 0.126 s
Fra 11.11 m/s til 0 paa 0.126 sek giver en acceleration paa 88.17 m/s^2. Tyngdeaccelarationen er 9.8m/s^2, saa det svarer til ca 9G
(tror jeg, hvis jeg stadig kan huske noget fra fysiktimerne)
Hvis du vil eksperimentere i praksis, saa husk at bruge naboens flagstang ;-)

70 cm højde, fordi det er der kofangeren sidder (ofte lidt lavere på andre biler).

Jeg er ligeglad med hvor mange G man bliver udsat for - jeg skal have den påførte kraft i kN som flagstangen bliver udsat for

Der er det jo saa den foerste formel du skal bruge.
Massen i Kg, hastigheden i m/s
0,5 * 1400 * 11.11^2 = 86,418 KN eller 86,418Kjoule
http://www1999215.thinkquest.dk/opslag/formler.html
Under energi(kinetisk)

Ja, men 86 kN er da ikek det samme som 86 KJoult

Enhederne passer ikke.

Newton = kilogram * meter / (sekind)^2

Bruger jeg din formel for E_kin får jeg

Newton = kilogram * meter^2 / (sekind)^2, og det er jo ikke korrekt

1J = 1 Nm = 1 kg * m/s^2
http://www.formel.dk/enheder/si_afledede_enheder.htm
og side 3 her.
http://www.krak.dk/Include/KrakTeknik/indholdsfortegnelse_enh_pdf.pdf?Tagning=7.71_Bra_InfoKms/servicespdf#search=%22omregning%20enheder%20newton%22
Tror ikke det er helt galt.

Nej - det er altså ikke korrekt.

Du skriver følgende, der ikke gælder:
"1 Nm = 1 kg * m/s^2"

Men det gælder altså IKKE, i stedet gælder:

1 N = 1 kg * m/s^2
eller
1 Nm = 1 kg * (m/s)^2

Uanset hvad, jeg har stadig ikke fået beregnet den kraft (i Newton) bilen påføre flagstangen

Du beregner ENERGIEN, i Joule, og det kan (åbenbart) omregnes til Nm. Men jeg skal bruge kraften i N

Det er ikke så vigtigt i hvilken højde falgstangen rammes for du siger su antager at den ikke flytter sig. Som rynke10 ganske rigtigt regner ud så er det vigtigt hvor lang tid sammenstødet tager, for så kan man netop regne gennemsnits kraften ud, han regner så bare gennemsnits accelleratioen ud.

kraft = dp/dt = m * dv/dt  hvor m er massen, p impulsen og t tiden, v hastigheden.

så fra den tidligere udrenging er gennemsnitskraften

= 88.17 m/s^2 * 1300 kg = 124.6 kN

I virkeligheden vil der nok opleves en højere makskraft på et tidspunkt og så lavere fx i starten.

Du kan fx kigge lidt på den her side som giver lidt formler og simple udregninger.
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/impulse.html#c3


Hvis du vil vide præcis hvordan kraften påvirker en flagstang uden et sammenstød ser jeg ikke meget anden udvej end at prøve at gøre det og så tage et slowmotion optagelse af det, har man det kan man lave nogle nogenlunde beregninger på hvordan kraften har været under sammenstødet.

At lave en model der er meget præcis er meget svært og kræver en masse viden om bilens opbygning og meget andet, dette kræver nok en uddannelse som ingenør, og dem der kan tjener mange penge på at udvikle teorier for hvordan man kan gøre sammenstødet længere så gennemsnitskræften sættes ned, og hvordan man kan minimere makskraften (som nok er det vigtigste). Har bl.a. hørt om at man kan få køleren til at krølle sammen.

Hvis du vil vide mere end bare lidt simpelt gymnasie fysik, som vi har lavet lidt af her, vil jeg foreslå at stille spørgsmålet på www.ing.dk 's forum, der er mange der vil kunne henvise dig til nogen sidder på nettet eller evt. bøger om emnet.

For at se det jeg snakker om med slowmotion video kan du følge med i myth busters på discovery der starter snart en ny sæson og de bruger tit denne teknik til at bestemme kræfter uner sammenstød, ellers bruger de et digitalt newtonmeter de kan montere på bilen/dukken, der måler kræften hele tiden.

højden for angrebspunktet skal jeg blot bruge for at finde momentpåvirkningen ved jorden, hvor flagstangen er fastgjort - den har naturligvis intet med den kraft der påvirker flagstangen at gøre, den er fuldstændig uafhængig af højden af angrebspunktet.

Ovenstående regneeksempler I har givet mig, forudsætter, at "fronten på bilen bliver trykket 70 cm sammen". Jeg har på fornemmelsen, at den antagelse stammer fra at I har misforstået det jeg mener med angrebspunktets højde på 70 cm - det skulle jeg nok slet ikke have nævnt for at undgå misforståelser.

Og så er der lidt sammenblanding af enheder og der sættes lighedstegn mellem energi og kraft, som jeg ikke helt kan forene mig med.

I skal dog begge have tak for indsatsen, og nu vil jeg forsøge at formulere mig mere præcist:

Det jeg har brug for er følgende:

En bil kører ind i en flagstang, og bringes til standsning. Bil og flagstang er begge ueftergivelige. Bilen kører med 40 km/t, og vejer 1300 kg. Hvilken kraft bliver flagstangen påvirket med (glem ALT om de 70 cm)

Jeg er klar over, at ovenstående er idealiseret, da intet er 100% eftergiveligt - jeg skal bare have det bedste bud på en realistisk kraft, så jeg kan dimensionere fastgørelse af flagstangen (og til det skal jeg bruge angrebshøjden for kraften, for at få momentet - med det kan jeg finde spændingen i boltene der holder flagstangen, og dermed se om det er over flydespændingen for metallet, og dermed om bolten holder.. Altsammen ganske let, hvis jeg kender kraften)

Så - meget simpelt, og ganske forenklet i forhold til den virkelige verden:

1300 kg bil kører med 40 km/t ind i flagstang og stopper. Hvilken kraft påvirkes flagstangen med - bil+flagstang er ueftergivelige

tror det med de 70 cm er et tilfælde, man bliver simpelt hen nødt til at have en overslag på hvor lang tid sammenstødet varer for at vide hvad den gennemsnitlige kraft vil blive, så de 70 cm rune snakker om er nok bare fordi det er en realisktisk længde som en køler vil krølle sammen.

Men der kan du jo bare selv finde en sammestødstid du synes er fornuftig og så finde gennemsnits kraften ved F_av = m * delta_v / delta_t.

Dog er den maksimale kraft højere, og vil mene at du skal finde nogle tabeller om sammenstød hvis du vil finde den, for det er ikke noget man kan regne ud med simple formeler. Hvis sammenstødet tager fx 2 sekunder, kunne det jo nemt tænkes at at bilen gik fra fx 40 til 10 km i timen inden for 0.5 sekund og så ville der være en meget stor kraft der i forhold til gennemsnittet over hele sammenstødet. Det er derofr det er næsten umuligt at give et svar medmindre at man simpelthen ved noget om sammenstød, fx ved at man prøver at lave sammenstødet.

En måde du kan se på at det er svært er fx, at bilfirmaer crashtester deres biler, dvs. de totalsmadrer helt nye biler, hvis de let kunne regne ud hvordan krafterne ville være under et sammenstød kunne de spare mange penge.

Hvis det er fordi du skal monterer en flagstang i hvirkeligheden og du er bange for at vælte den, så skal du nok kontakte et ingenørfirma der har direkte erfaring med sådanne problemstillinger, eller evt. et byggefirma der ved noget om autoværn og lignende, er det bare for interessens skyld så tror jeg ikke rigtigt du kan finde en simpel formel der kan give dig det du søger.

en anden ting hvis du skal lave det er hvordan vil du lave en falgstang som kan holde til det, altså som ikke bøjer er splintrer?

det er ikek en flagstang - det er bare et eksempel, som alle kan forholde sig til :o)

Tak for svar

smid svar

lukker