“تقرير“ تعرف على تحليل اختبار التصادم الخاص بتأثير السرعة

المربع نت – تبين الصور التالية للسيارة الحمراء في اختبار الصدم بالمقدمة, شكل التلف الناجم من حادثة اصطدام سيارة بجدارعند سرعات مختلفة 60- 80–100 كم/ ساعة.

وتبين الصورة للسيارة البيضاء شكل السيارة قبل الاصطدام, وشكلها بعد اصطدامها بجدار عند سرعة 60, 100 كم/ ساعة.

تحليل الصورة:

تبين الصور زيادة التشكيل والتغيير في الشكل نتيجة التصادم كلما زادت سرعة التصادم بين السيارة والجدار. فما هو السبب في ذلك؟

السبب هو ما يعرف بطاقة الحركة للجسم المتحرك (السيارة), والفرق بين السيارة الساكنة والسيارة المتحركة هو أن السيارة المتحركة بها طاقة حركة والسيارة الساكنة ليس بها طاقة حركة, ويتشابه الحال في الأجهزة الكهربائية فعند قطع التيار الكهربائي عن الجهاز يتوقف عن العمل, فعند قطع التيار الكهربائي (الطاقة الكهربائية) عن التلفزيون أو الكمبيوتر فإنه يتوقف عن العمل. ولإيقاف السيارة يجب التخلص من طاقة الحركة, ولكن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم. ولهذا تعمل الفرامل على تحويل طاقة الحركة (وليس التخلص منها) للسيارة إلى طاقة حرارية تتسرب للجو وبذلك تتوقف السيارة حيث إنها لا تحتوي عندها إلى طاقة حركة.فما هي طاقة الحركة؟

طاقة الحركة = 1/2 ك ع2 حيث ك هي كتلة السيارة بالكيلوجرام , و غ هي سرعة السيارة بوحدات متر/ ثانية (سرعة السيارة بوحدات كم/ساعة مقسومة على 3.6), وتكون وحدة الطاقة (كجم . (متر/ ث)2 = (نيوتن. متر) = (جول). أي أن طاقة الحركة للسيارة المتحركة تساوي نصف كتلة السيارة مضروبة في مربع السرعة للسيارة,  أي إنها تزيد مع زيادة كتلة السيارة, وتزيد مع زيادة سرعة السيارة بمقدار مربع السرعة. ولذلك كلما زادت كتلة السيارة كلما زاد تأثير الحادثة؛ عندما تصدم سيارة كبيرة مع سيارة أخرى أو شجرة أو ما شابة تكون لها تأثير مدمر بالمقارنة بتصادم سيارة أصغر منها وإن كانت تسير بنفس  السرعة. وكذلك الحال في حالة سير السيارة بسرعة أعلى فإن طاقة الحركة تزيد بمقدار مربع السرعة. أي في حالة مضاعفة كتلة السيارة تزيد طاقة الحركة بالضعف وفي حالة مضاعفة سرعة السيارة للضعف (2 ع ) فإن طاقة الحركة تزيد 4 مرات (2 ع)2 = 4 ع.

أما في حالة عدم استخدام الفرامل وحدوث تصادم بين السيارة وجسم أخر, فأن التصادم يؤدي  إلى توقف السيارة, (ماذا حدث لطاقة الحركة في هذه الحالة؟ طاقة الحركة تحولت إلى شغل ميكانيكي أو شكل أخر من أشكل الطاقة, ونظرا لتحول طاقة الحركة إلى شغل أو لنوع أخر من الطاقة فإن السيارة تتوقف بعد الحادثة.

ما المقصود بالشغل الميكانيكي؟

الشغل الميكانيكي = قوة × مسافة, هذا الشغل يقوم بتشكيل جسم السيارة أثناء الحادثة, يبعج الصاج, ويكسر المحور, ومسامير تثبيت المحرك, ويحرك المحرك من وضعه. وعندما تكون طاقة الحركة قليلة يكون التشكيل بجسم السيارة أقل ومع زيادة طاقة الحركة (زيادة الكتلة أو زيادة السرعة) فإن التشكيل يكون أكثر؛ تظل عملية التشكيل مستمرة حتى يتم تحويل كافة طاقة الحركة إلى شغل أو إلى نوع أخر من الطاقة, وعندها تتوقف السيارة. في حالة أن التشكيل في جسم السيارة لم يتخلص نهائي من طاقة الحركة فإن التشكيل يمتد حتى يطول السائق والركاب, فكسر العظام هو جزء من التخلص من طاقة الحركة ويصل التهشيم إلى أجزاء السيارة والركاب حتى تتحول كل طاقة الحركة إلى نوع أخر من الطاقة أو شغل ميكانيكي يشكل الصاج ويثني المحاور ويدق العظام.

 ما الحل لمشكلة تحويل الطاقة تلك؟

حيث أن تحويل طاقة الحركة هو جزء من عملية التصادم فقد عمد صناع السيارات على محاولة تنظيم ذلك التحول لتقليل ضرر الحادثة:

– تصنيع صدام السيارة من مواد  تتشكل عند التصادم لتحول طاقة الحركة الموجودة عند التصادم كلها بحيث لا يظل بها جزء ينتقل لتشكيل باقي جسم السيارة (في السرعات البطيئة حيث تكون طاقة الحركة قليلة).

– العمل على إضعاف عوارض الجزء الأمامي للسيارة (حيز المحرك) والجزء الخلفي للسيارة (حيز الحقائب) بحيث يتم التشكيل لجسم السيارة بهذه المناطق ولا ينتقل التشكيل للكابينة, وهو ما يعرف بمنطقة الانبعاج crush zone, crumple zone.

– وضع وسائد هوائية للسيارة تنتفخ في حالة حدوث التصادم, تسمح لجسم الشخص بمسافة حركة ضد الوسادة المنفوخة (تباطئ قليل) وبذلك تقل القوة المنقولة إلى السائق أو الراكب.

– جعل حواف الأجزاء الداخلية غير مدببة وتبطنيها لعدم تركيز الصدمة بجسم السائق في مساحة أقل مما يؤدي إلى فداحة تأثير الصدمة على الجزء المعرض لذلك.  (إضافة وسائد جانبية ووسائد لمنطقة الساق.

– حزام الأمان يمنع جسم السائق والراكب من الاندفاع للإمام ومنع تحويل جزء من طاقة الحركة للسيارة عند التصادم إلى طاقة حركة للسائق والركاب.

– تضع إدارة المرور لوائح للحد من سرعة المركبة على الطرق speed limit. وقد يكون هناك حد سرعة مختلف للمركبات المختلفة على الطريق فكلما زادت كتلة المركبة كلما نقص الحد السرعة المسموح به لها.

دور السائق:

* لا تقد السيارة بسرعة عالية, زيادة سرعة السيارة تزيد من طاقة الحركة, وتحتاج الفرامل إلى مسافة أكبر لتحويل تلك الطاقة إلي طاقة حرارية, في حالة عدم وجود المسافة الكافية والوقت الكافي يتبقى في السيارة جزء من الطاقة هذا الجزء سيتم تحويله إلى شغل أو نوع أخر من الطاقة (سواء رضيت أم أبيت), قد يتسبب ذلك في تشكيل الجزء المصطدم به أو سيارتك أو أجزاء من جسمك.

* قلل من سرعة قيادتك للسيارات الصغيرة, فالسيارات الكبيرة, عند التصادم تشكل حماية عن السيارات الصغيرة وتكون أقل تشكل من السيارات الصغيرة. ولهذا فإن معظم الأشخاص كبر السن في أمريكا تجدهم يفضلون السيارات الكبيرة لتوفير الحماية لهم (حيث مع كبر السن يكون الشخص أكثر عرضة للكسر ويحتاج لوقت كبير للتعافي, وقد لا يتعافى وتكون الحادثة على المدى الطويل نسبيا سبب في الوفاة).

* استخدم حزام الأمان عند وجودك بالسيارة.

* تأكد من حالة الفرامل وبأنها تعمل بكفاءة عالية.

* أتبع تعليمات حد السرعة المسوح به على الطريق.

* يعتقد الناس المعارضين من جعل نظام منع غلق العجل ABS كنظام إجباري في جميع السيارات “أن وجود النظام في السيارات لم ولن يقلل من وقوع الحوادث حيث أنه يعطي السائقين ثقة أكبر مما يجعله يقود السيارة بسرعة أكبر وتهور أكثر, مما يزيد من احتمال وقع الحادثة”. وكما ترى من التحليل السابق أن هناك مسافة وهي مسافة رد فعل السائق, لا تعتمد على قوة أو كفاءة الفرملة أو وجود نظام منع غلق العجلات بالسيارة, وتلك المسافة تزيد مع زيادة السرعة…. ولذلك فإنه في حالة وجود نظام ABS بسيارتك فكن حذر ولا تتعدي السرعة المسموح بها فقد لا يسعفك وجود النظام بسيارتك ولا يكون عندك الفرصة لتعيش لتحكي عن ذلك.