大小車撞車的物理分析

來源: 曲肱而枕於 2012-12-06 14:27:06 [檔案] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀：次 (1864 bytes)

其實大小車撞車的主要過程用高中物理就能清楚地給出答案。

大家在爭論中都提到，現在車的安全設計都能讓車體在碰撞中被壓縮，從而達到吸收能量保護乘客的目的。碰撞測試也顯示大車和小車在撞牆時幾乎是一樣安全。可是經常又有人說大車比小車要安全的多。到底是怎麽回事呢？是物理原理隻是書本理想條件，還是測試過程太簡單，或者日常經驗的直觀感覺不真實？

其實問題用物理大致分析起來很簡單。就是兩件事，（1）兩輛車相撞動量守恒，（2）兩輛車的動能和不守恒。注意啊，不時能量不守恒。而是動能和不守恒，應為部分的動能被轉變成其他能量了。假設車都是安全設計的，碰撞可以用近似為完全非彈性碰撞（就像兩砣泥摔到一起）。

這樣問題就很清楚了：

（1）車直接撞牆的例子

這個必較簡單。假設車頭被壓縮吸收能量，那麽碰撞後的速度是0。不管大車小車的減速過程是近似的，主要由結構的壓縮變形速度決定。各家設計優化後的結果應該都還不錯（不然過不了關）。所以碰撞測試的結果都近似。

（2）大車小車對撞的例子

比如兩輛車，一輛是大SUV，重6000 lbs，一輛是小Sedan,重2000 lbs。分別速度都是45邁迎頭撞。假設車頭都被壓縮吸收能量（即近似為完全非彈性碰撞，象兩砣泥一樣），那麽碰撞後的速度是多少呢？動量守恒啊，所以是22.5邁（就是 (6000 * 45 - 2000 * 45) / (6000 + 2000) )。

但是注意了，這個22.5邁是沿大車原來的方向。也就是說大車是從45邁減到22.5邁，變了22.5邁。小車是從45邁變成反方向22.5邁，變了67.5邁。近似的說，大車相當於以22.5邁速度撞上一堵牆停下來（應該沒有大礙，現在的車15邁以下撞都不會有任何損害）。小車相當於以67.5邁速度撞上一堵牆停下來（這個就不是一個小撞了）。

所以理論，測試，和實際經驗都一致了。結果很清楚：

（1）從物理原理可以說明撞牆結果近似的車，對撞的時候重的還是占很大優勢；
（2）現實生活中，車車相撞的事故應該比車牆相撞的事故更常見；
（3）重車在車車相撞中占很大優勢（或者說更安全）；
（4）如果你開小車，請小心駕駛，盡量避免和別的車碰撞（不得已盡量撞牆）；
（5）如果你開大車，請小心駕駛（因為你有一個更大的武器）。