• 1
  • 2
2015-11-08, 16:54
  #1
Medlem
hej detta är min första fråga här på flashback, som jag funderat på idag..
om man har ett objekt som åker i x hastighet och kör in i en vägg
hur räknar man ut detta, hur många kg det blir i kraft om objektet rör
sig i 100km/t, hur räknar man ut det, oj ni kanske måste veta vikten på
objektet oxå ? isf så väger det 100 kg säger vi, så vad kommer smällen bli
om objektet går i konstant speed av 100km/t innan träff... 300 kg ?
inte säker men det borde gå att räkna ut på nått sätt, kan inte matte formler så
bra så förklara vad ni skriver eller förenkla formeln så gott det går tack
Citera
2015-11-08, 17:21
  #2
Medlem
Sprattelvinkelns avatar
Du tänker på rörelseenergin? Kinetiska energin beräknas genom (mv^2)/2

Ett föremål med konstant hastighet har nämligen ingen kraft (F=0). Du kan tänka att ett föremål med en resulterande kraft större än 0 alltid accelererar, vilket ett föremål med konstant hastighet inte gör.
Citera
2015-11-08, 17:23
  #3
Medlem
Yppsilons avatar
Rörelsemängd

Ett objekt som rör sig har en massa m och hastighet v.Rörelsemängden p är ett sätt att mäta hur mycket kraft F du måste använda för att förändra objektets rörelse.

p=mv

Denna rörelsemängd måste alltså förändras. Då har du newtons första lag som säger att ett objekt är i konstant rörelse eller stilla tills en kraft påverkar den.

F=ma

Där a=m*dv/dt

Vad kontentan blir är alltså desto snabbare du förändrar rörelsemängden, desto större kraft behövs.

F=(förändringen av p)/(förändringen under tiden t)
=dp/dt
=m*dv/dt
__________________
Senast redigerad av Yppsilon 2015-11-08 kl. 17:53.
Citera
2015-11-08, 19:46
  #4
Medlem
Låt oss säga at objektet och väggen är som fjädrar som komprimeras (vilket brukar mer eller mindre stämma om inte de börjar falla sönder vid smällen), och låt oss säga att båda två har samma fjäderkonstant k (vi vet ändå inte vad de består av).

Vi kan nu använda energiprincipen: innan smällen vi hade rörelseenergi m·v²/2. I mitten av smällen när objektet precis har tagit stopp, rörelseenergin är noll men både objektet och väggen har elastisk energi k·L²/2 var och en, där L är maximal deformation (vilken är samma för objektet och för väggen eftersom de har samma fjäderkonstant). Total potentiell energi är alltså k·L².

m·v²/2 = k·L² enligt energiprincipen, och då har vi L = v·sqrt(m/2k), och elastisk kraft är F = k·L = v*sqrt(m·k/2). Det är alltså maximal kraft som uppstår under smällen. Om vi antar k ∼ 10¹⁰ N/m (jag har en anledning att tro att det är rimligt) så får vi F ≈ 2·10⁷ N (motsvarande 2000 ton) för m = 100 kg, och 3500 ton för m = 300 kg vid v = 100 km/h.

Saker kommer dock att gå riktigt sönder i verkligheten, och krafter blir alltså mindre än det, krafter bestäms istället av vad materialer kan tåla.
__________________
Senast redigerad av arseniy 2015-11-08 kl. 19:55.
Citera
2015-11-08, 23:01
  #5
Medlem
Tack för era svar men är det verkligen så invecklat ? Alltså om man slår handen och den kommer upp i
100 kmh strax innan träff vad blir kraften i kg, om man tänker en boxare som slår en annan person hur många kg får han på sig då hur räknar man ut det ? har sett clip på youtube som dom mäter slaget i kg, hittade ett av klippen
kolla vid 3:10 på denna video nedan - så vet ni vad jag vill veta, hur räknas 922 lbs ut (kg i mitt exempel)
hennes näve har ju en viss hastighet vid träffen, som är 100 km/h i mitt exempel för att göra det enklare att räkna
https://www.youtube.com/watch?v=_mfn5As4G5o
Citera
2015-11-09, 00:37
  #6
Medlem
skunkjobbs avatar
Tyvärr är det så djävligt att man inte kan räkna om en massa med viss hastighet som smäller in i något till en kraft utan att även veta en del annat. Man kan alltså inte generellt säga x kg som kommer med y m/s och träffar ett fast hinder ger z N i anslagskraft, det finns ingen sådan formel.

Man måste obönhörligen veta bromssträckan och den beror i sin tur både på de båda föremål som slås ihop (även ett gruskorn som träffar jordens yta handlar om två föremål) och ändrar sig även med hastigheten (en bil som kör in i en stolpe i 100 km/h trycks ihop mer än om det hade varit 50 km/h). Jag klistrar in vad jag skrev till en polare som undrade om vilken kraft en elrullstol (150 kg rullstol+75 kg rullstolsburen människa) kan utöva på inredning/passagerare i en buss som kör in i ett stort träd om inte rullstolen är ordentligt fixerad:

Citat:
Frågan, eller snarare svaret är samtidigt mycket enkelt och helt omöjligt att svara på utifrån de grunddata som givits så jag kompletterar med en del välgrundade antaganden.

Frågan är enkel då massan hela tiden är 150+75=225 kg, den påverkas inte (mer än den fullständigt försumbara relativistiska effekten på massa som ges av Lorenztransformationen) av hastighet eller retardation och där kunde det sluta om man håller en strikt fysikterminologi.

Det man egentligen är ute efter är kraften, tyngden i N (Newton) men eftersom så få har en känsla för hur mycket 1 N är så kan man väl avvika från det korrekta och räkna om kraften till massenheten kg. Det går 9,81 N per kg (långt ifrån alltid men i detta sammanhang gör det det).

Det som saknas är retardationssträckan, utan den kan inte uppgiften lösas, vid 0 sträcka blir det ett bråk med 0 i nämnaren och det ger Ma Error på displayen på en gammal Casio eller oändlig kraft. Man måste veta retardationssträckan (som här är samma som deformationen hos bussen) eller tiden. Även om man vet dessa kan det bli oexakt då retardationen inte sker likformigt hos en kaross som knycklas ihop, toppvärdet blir högre än om man bara delade hastighetsförändringen med retardationstiden (vilket skulle ge ett medelvärde på accelerationen*) varför man bör gå på verkliga uppmätta värden från krocktester.

Om vi snackar fullstora bussar så är de både tunga och hårda. Jag skulle tro att de klipper träd på upp till ett par dm diameter utan att bussen drabbas av så mycket våld eller retardation. Vi får väl anta att det gäller ett fett träd som inte viker sig utan det är bussen som mosas och stannas.

Jag hittar inga krocktester med buss mot oeftergivlig stolpe (som ett fett träd) men däremot buss mot betongbarriär. Referenser: Amerikansk skolbuss med framstickande motor och Landsvägsbuss med vanlig platt front testade i 48 respektive 49 km/h (det blir jämnt med amerikanska knasenheter). Den senare är ju mest lik svenska bussar.

Toppvärdet på accelerationen var för båda bussarna 13 g mätt en bit bak i bussen vilket blir 13*9,81=128 m/s² (uttalas meter per sekundkvadrat). Det betyder att allt känns 13 gånger tyngre än vanligt så permobil+CP (<--ändra här om du ska visa någon annan) upplevs som 225*13=2900 kg, nästan tre ton.

Detta var mot en betongbarriär där hela bussfrontens struktur tar upp kraften. Krockar man mot ett träd eller annat smalt vertikalt föremål missas flera balkar i fronten, trädet tränger längre in i karossen, man får längre sträcka för retardationen och accelerationen och därmed den upplevda tyngden blir mindre. (Gäller en bit bak i bussen, för en som sitter där trädet tränger in blir det en sämre dag än om de hade kört in i den breda betongbarriären.) Där rullstolar brukar åka, i mitten av bussen blir alltså krockvåldet mindre vid kollision mot oeftergivligt träd än mot testens betongbarriär men hur mycket lägre vet jag inte, kanske 10 g istället för 13, gissar bara, och i så fall 2250 kg som jämförelsevikt.

Märk väl att det är precis samma kraft om ekipaget är fastspänt i bussen eller inte. Skillnaden är att är den fastspänd (i remmar som håller för mer än 3 ton) så slår den förhoppningsvis inte emot och krossar andra grejer och personer i bussen, sitter den inte fast så får framförvarande säten, en barnvagn som står framför eller vad det nu kan vara ta upp kraften istället och det klarar inga sådana utan allvarlig skada. Står ekipaget oturligt till (för den rullstolsburne, mer turligt för framförvarande passagerare som då slipper krossas) kanske det flyger ända fram i fronten där trädet står... Då dör man näst intill garanterat.

Märk även väl att även om man fixerar Permobilen på säkert sätt så den håller sig stilla i bussen så är det inte säkert att Permobilens bälte klarar att hålla kvar den rullstolsburne i sitt säte vid en krock. Sådana bälten är kanske inte gjorda för att ta upp krockkrafter i sådan här hastighet utan mer för att man inte ska trilla ur stolen när man kör omkring själv. Då kan det ju bli att Permobilen sitter fast men CP:t (<--ändra här om du ska visa någon annan) kommer flygande som en CP-projektil (<--låt stå, detta är PK) genom bussen. Alltså måste man kolla styrkan både hos Permobilens fixering i bussen (remmar och dess infästning i såväl buss som rullstol) och Permobilens eget bälte, sätesinfästning etc. Det duger inte bara att ha en stark rem och se glad ut.

Sammanfattning: 2,3-3 ton. Med ovanstående antaganden.

* Det går bra att snacka om retardation för en hastighetsminskning i fordonssammanhang men när man glider över på fysik brukar man inte tala om retardation utan bara acceleration oavsett om den har positivt eller negativt värde. Bromsning är alltså negativ acceleration.
__________________
Senast redigerad av skunkjobb 2015-11-09 kl. 00:42.
Citera
2015-11-09, 01:34
  #7
Medlem
Sprattelvinkelns avatar
Det är viktigt att du förstår vad kraft faktiskt är. Kraft beräknas genom:

F = m*a [Newton, N]

Alltså (m)assan gånger (a)ccelerationen. För att ett föremål ska ha en kraft krävs således en acceleration. Ett föremål som står stilla eller rör sig i konstant hastighet har ingen acceleration och därför är kraften också 0.

Om du slår en vägg som inte rubbar sig (ej accelererar) alls så är kraften vid träffen 0. Rackarns, du som tog i så mycket! Börjar du haja vad kraft innebär?

Fysikalisk kraft är inte detsamma som "kraft" i folkmun.

Det går att räkna ut kraften som måltavlan i videon får. Om man vet måltavlans massa behöver man "bara" en sensor som avläser accelerationen precis vid träffen. Då har du F = m*a. Exakt hur de har riggat dockan vet jag inte..

I videon säger de också pounds of force vilket inte skall förväxlas med pounds som i massa. Jag är ej insatt i det systemet, men det är en kraft och ingen massa iallafall.

Det går förstås också att räkna på det hela, men då krävs information om dockan och deformationer mm.. så som beskrivits av andra i tråden.. och ja, det är invecklat.

Det är enklare att räkna på (rörelse)energin istället... det ger dig lika god, om inte bättre uppfattning om slaget bara du vet vad energi och kraft är.
Citera
2015-11-09, 03:02
  #8
Medlem
Sprattelvinkelns avatar
Haha, nu blev jag osäker på mig själv. Ska starta en egen tråd om newtons andra!
Citera
2015-11-09, 03:35
  #9
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av vandrande-lexikon
Tack för era svar men är det verkligen så invecklat ?

Ja det är det, till och med ännu en bra bit svårare än så eftersom allt beror på materialernas egenskaper. Hållfasthetslära heter det egentligen.

Citat:
Ursprungligen postat av vandrande-lexikon
har sett clip på youtube som dom mäter slaget i kg, hittade ett av klippen
kolla vid 3:10 på denna video nedan - så vet ni vad jag vill veta, hur räknas 922 lbs ut

De har en accelerometer inne i huvudet tror jag, sen är det bara att multiplicera uppmätt acceleration med huvudets massa. Vill man däremot beräkna accelerationen utan at mäta så blir det komplicerat.
Citera
2015-11-09, 13:51
  #10
Medlem
tack än en gång för era fina svar

922 lbs som det är i videon är slag kraften som i kilo blir 418.
lbs / 2.2 = kilo (forskade lite)
men om man skjuter en fotboll i 100km/t mot dockan så skulle den ju ge utslag

okej

kraften i bollen ökar ju, ju fortare den går, ger mer skada ju fortare ett objekt rör sig
man kan väl säga att vikten ökar, jag vet att vikten inte ökar men farten kommer ge mer kraft till bollen..

vet att det är vikten som avgör men om man har ett objekt på 1 kg i hastigheten av 100 km/t då måste det ju ha en viss kraft i sig som man kan veta med 100 % att bollen väger 10 ggr mer "fysik-blir inte lättare iaf för då skulle den stanna helt pga vikten, man kan ju inte kasta en fjäder- haha" pga farten, materialet som tar emot smällen spelar väl ingen roll, jag vet ju att det går sönder om det är för klent men fortfarande så är kraften i bollen exakt samma vid träff oavsett material...

vi kan säga ett det tar svärstopp vid träffen då och vikten kommer föras vidare till svaret ?

jag kanske är dum, men det låter ologiskt att det inte finns nåt svar

Edit: hur mäter dom krocktest då ? dom kör ju i 60 och sen får dom reda på hur mycket kraft bilen ska motstå ?
__________________
Senast redigerad av vandrande-lexikon 2015-11-09 kl. 14:37.
Citera
2015-11-09, 15:27
  #11
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av vandrande-lexikon
men fortfarande så är kraften i bollen exakt samma vid träff oavsett material...

Det finns inte något sådant som heter "kraften i bollen". I bollen finns det rörelsemängd och rörelseenergi. Krafter uppstår bara under stöten när bollen träffar något, ju mer massa och hastighet bollen hade på sig desto större krafter det blir. Men det går som tidigare sagt inte att säga "bollen X kg tyng som flyger i Y m/s orsaker alltid kraften Z newton vid stöten" eftersom kraften beror på materialer också. I mitt exempel med fjädrar kraften är kvadratrot av rörelseenergi gånger fjäderkonstant.

Citat:
Ursprungligen postat av vandrande-lexikon
hur mäter dom krocktest då ? dom kör ju i 60 och sen får dom reda på hur mycket kraft bilen ska motstå ?

Jag tror inte att de är intresserade i krafter som verkar på bilen, de mäter bara krafter som verkar på passagerare (krockdockor) med hjälp av accelerometrar och trycksensorer.
__________________
Senast redigerad av arseniy 2015-11-09 kl. 15:37.
Citera
2015-11-09, 16:40
  #12
Medlem
Okej tack men det är inte mätbart äns i biljard då ? alltså kraften vid träffen av gul boll (gul boll = inte stöt bollen ) om man gör exakt samma slag så blir det ju x force (16kg) kraft
om svaret ovan är JA så går det väl att räkna ut..
Citera
  • 1
  • 2

Skapa ett konto eller logga in för att kommentera

Du måste vara medlem för att kunna kommentera

Skapa ett konto

Det är enkelt att registrera ett nytt konto

Bli medlem

Logga in

Har du redan ett konto? Logga in här

Logga in