Fluer i bilsammenstød

Hej Spørg om Fysik
Jeg har et lille spørgsmål jeg håber i kan besvare så at jeg kan sove igen...

Lad os sige, at jeg har en flue, der flyver frit inde i kabinen i min bil. Pludselig kører jeg ind i en bjergvæg. Hvad sker med fluen? Vil den blive mast mod forruden? Eller vil den blive flyvende på samme sted?

Jeg håber I kan give mig et svar.

Med venlig hilsen
BN

I din situation har bilen, du selv, luften i bilen og fluen samme fart f.eks. 30 km/h (bortset fra den fart fluen flyver med i forhold til bilen).

I princippet, når du så rammer vinkelret ind i bjergvæggen (Norge? Bornholm?) stopper bilen pludseligt. Alt indeni bilen, som ikke sidder fast, fortsætter med 30 km/h. Bemærk det gælder også genstande i bagsædet og i bagvinduet, så det er en god ide at anvende bagagerummet til alt tungt. Da du klart har gjort opmærksom på at fluen flyver frit (ingen sikkerhedssele), og den vil så fortsætte med 30 km/h og ramme forruden. I praksis er sagen meget kompliceret på grund af luftstrømninger fra sprængt forrude, airbags, fluens reaktion på accelerationen og luftstrømningerne osv., så hvor fluen ender er ikke klart, og mig bekendt foreligger der ikke undersøgelser over luftstrømninger ved sammenstød.

Om det betyder, at den bliver mast, er ikke helt klart, insekter har jo et ret stift panser omkring sig og er lette.  Lette ting bremses mere af luftmodstanden end tunge ting. Tænker vi os, at vi lader en bille falde fra 10 m højde, anser jeg det for sandsynligt, at den løber videre efter landingen. Den når ikke nogen stor fart og er ret velbeskyttet. Gør vi det samme med en elefant, dør den sandsynligvis. Desuden vil fluens flyvereaktioner indvirke på resultatet. Jeg ville tro at den oftest overlever, hvis der ikke kommer brand.

Hvad med dig selv ved rattet i bilen? Det afhænger af, om det er med og eller uden sikkerhedssele, airbags osv. Ved 30 km/h vil bilen blive stoppet på ca. ½-1 m afhængigt af biltype og sikkerhedskonstruktion. Det bedste tilfælde 1 m, og fart 8,3 m/s giver en acceleration i opbremsningen på i gennemsnit a = 35 m/s². Det betyder, at føreren på f.eks 75 kg for at blive siddende, skal påvirkes af en kraft på 2604 N (newton er fysikkens kraftenhed), 1 N er den kraft man føler fra et lod på ca. 100 g fra tyngden, når man holder det stille. Er der ikke anvendt sikkerhedssele og er der ingen airbag, skal vedkommende (og rattet), for man ikke at blive slynget frem i forruden, kunne klare at holde i armene, hvad der svare til at stemme en masse op i tyngdefeltet på 265 kg. Kan vedkommende ikke løfte den masse med armene, vil hovedet (uden sikkerhedshjælpemidler) ofte gå igennem forruden, og øjnene vil antageligt blive skadet, når de rammer glaskanterne, det er der masser af eksempler på. Er det en ældre bil eventuelt uden deformationszoner, som stoppes på ½ m, skal man kunne stemme det dobbelte altså 530 kg (og rattet skal stadig holde), så er du uden sikkerhedssele og airbags så i gang med vægttræningen. Sikkerhedsseler er et rigtigt godt og nemt hjælpemideel. Bemærk dette er en meget lille fart, som er lavere end man normalt oplever selv i bykørsel, men nok typisk for sammenstød ved lyssignaler etc..

Har man fart på, er de tilsvarende masser man skal kunne stemme med armene under forudsætning af 1 m bremselængde: 50 km/h, 7234 N, stem 740 kg, 90 km/h 23438 N, 2,4 ton, 130 km/h 35012 N, 4,9 ton. Ved 110 km/h er accelerationen a = 447 m/s² eller 45,5* g, hvor g er den sædvanlige fysikbetegnelse for tyngdeaccelerationen, g = 9,82 m/s² her i landet. Sikkerhedsselen og airbags burde i det mindste kunne klare det for dig med de 50 km/h (og lidt mere i de nyeste biler, se resultatet af de Europæiske sikkerhedstest der publiceres bl.a. i FDM MOTOR og i en række aviser, NCAP testene foregår ved 64 km/h eller 17,8 m/s se http://www.euroncap.com/home.aspx), jeg siger ikke at der ikke kommer brækkede ribben osv., men ved 90 km/h kniber det alvorligt både med airbag og sele, også fordi forenden af bilen så bliver presset ind i kabinen og giver føreren skader. Desuden vil den pludselige acceleration af de indre organer normalt give indre blødninger. Det er uanset fart i alle tilfælde en god ide, at have sele på, som man ser.

Nedenfor ses en side taget fra NCAP med biltest.

Med venlig hilsen
Malte Olsen