衝突について

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質問者：akinii2005
質問日時：2007/04/02 15:36
回答数：7件

例えば、時速４０キロの車が、物体（他の車でもいいですし、壁でもいいです）に衝突した場合、自分および相手に及ぼす物理的な数値（エネルギーとか速度とかetc)について

(1)減速しながら当該速度で衝突
(2)加速しながら当該速度で衝突

では、衝突前、後で違いがあるのでしょうか？

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回答 (7件)

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No.7

回答者： mondeo
回答日時：2008/05/19 18:17

衝突中もブレーキをかけ続けていた場合について考えてみます．

ブレーキをかけ続けている場合，その制動力は
F=μmgでμは1.0程度ですので1000kgの車だとおよそF=10kNとなります．
一方，衝突による力は1000kgの車がコンクリートに衝突した場合だと，最大400kNぐらいですので，制動力はほとんど関係ないことになります．
もっとも，衝突すると車の前部が変形して，すぐに前輪は停止してしまいますので，一旦衝突してしまったらブレーキの有無は車体変形に対して低速の衝突以外は関係ないと思います．ただし，衝突後の車の運動については前輪がロックした場合と転動している場合には大きな違いがあります．

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No.6

回答者： sanori
回答日時：2007/04/02 19:58

運動エネルギー（mv^2/2）が衝突のエネルギーになる、ということで、おおよその説明にはなりますが、

衝突というのは、０秒間で起こるものではありません。
おおむねミリ秒単位の幅を持った「期間」の中で衝突の始まり～終了が起こります。
まして、最近のクルマは、事故の際の衝撃を少なくするため、車体が柔らかく（＝へこみやすく）できていると聞きますから、なおさらです。

よって、
その僅かな「期間」の中でもアクセルやブレーキを踏み続けていたとすると、
アクセルの場合は加速の分が衝撃加速度に足されますし、
ブレーキですと、逆に、減速の分が衝撃加速度から引き算されます。

つまり、
僅かの差とは思いますが、衝撃力の大きさは
（１）＜（２）
となると考えられます。

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No.5

回答者： mazeran
回答日時：2007/04/02 19:49

違いは出てきます。

物体が衝突したときに、相手に与えるエネルギー（力）を求めるときに使う基本的な公式は、F=maです。
　F:力（N）　m:質量(kg)　a:加速度(m/s^2)

衝突してから何秒で止まるかで力Fが決まります。
時速４０キロの車が、５秒かけて止まるのと、１秒で止まるのでは当然１秒で止まる方が乗っているドライバーにより大きなダメージがあるでしょう。
５秒かけて止まるのと、１秒で止まるのでは、マイナスの加速度が１秒で止まる方が大きいと言えます。

今回は、（１），（２）とも衝突してから止まるまでの時間が同じと考えました。
仮に１秒で止まると考えましょう。
（２）では衝突した瞬間、加速中の慣性力もありますので０．何秒かはエネルギーが与え続けられているのでマイナスの加速度はさほど大きくないです。
しかしあと残りの０．何秒かで速度を０（ゼロ）にするためには、マイナスの加速度が大きくなり、結果、相手に与える力Fが大きくなります。
（１）の減速中では（２）とは逆で、たとえばブレーキをかけて減速しているのであれば、衝突して停止するまでの１秒の間に、ブレーキによるエネルギーの拡散がありますので、明らかに加速中と減速中では、衝突した瞬間の速度が同じでも、違いは出てきます。
但し、完全に停止するまでの時間が「同じ」という条件の下での話しです。