你正開車前進,時速 50 公裡,你4.5 公斤的腦袋(估且這樣認為,好像我們不太容易知道自己腦袋有多重)距離方向盤60 厘米。當你一邊惬意地叫着音樂,一邊行駛在風景優美的林間公路,突然間前面那輛車停了,結果你追撞上去,車子猛然停止下來。
A.在沒有安全氣囊的情況下,如果你的腦袋直直往前撞,撞上方向盤的速度會是多少?
答:你撞上方向盤的速度與汽車的速度相同,因為你也是汽車這個系統的有機組成部分,都是50公裡/小時。這可不太妙。
B.如果方向盤以 0.1 秒的時間讓你的腦袋停住(極突然),你的頭會承受多大的力?
答:50公裡/小時也就是約13.9米/秒。
如果方向盤以0.1秒的時間讓你的腦袋極突然的停止,我們先來計算你腦袋從13.9米/秒降到0時的加速度
a=0-13.9/0.1 米/秒²=-139米/秒²。
其次把所有數字都套入牛頓先生的公式F=ma,
可計算出F=4.5公斤×139米/秒²=625.5牛頓。
再把牛頓換算成公斤:即為
625.5牛頓/9.8牛頓/公斤≈63.8公斤。
這已經不是疼不疼的問題了,而是腦袋在不在的問題了。
C.如果你的車在 0.5 秒内完全停住,而車頭變形扭曲,對你有多少幫助?
答:先來算出你腦袋的加速度:
速度在半秒内從 13.9 米/秒降到 0,
則加速度a=(0-13.927.8 )/0.5 米/秒²=-27.8
米/秒²。
将新的加速度套入牛頓的公式:
F = ma,
F=4.5 公斤×27.8米/秒² = 125.1 牛頓≈ 12.8 公斤
看起來好多了,不過還是一樣,好痛啊。
D.如果有個安全氣囊,讓你的腦袋奔往方向盤的旅程變慢,花了整整 2 秒才到,你的頭撞上方向盤的力量是多少?
答:再算一次你腦袋的加速度;
速度在 2 秒從 13.9 米/秒降到0,則加速度a=(0-13.9)/2 米/秒²= -6.95 米/秒²
由F= ma知F= 4.5公斤 ×6.95米/秒²
= 31.275 牛領≈ 3.19 公斤
好多了,就像一個飛速而來的足球砸在頭上,你還夠壯,還能頂得住!
親友們:通過以上物理小知識,駕車出行時,控制車速,謹慎駕駛!



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