Aufprallkraft beim Auto berechnen?
Wenn ein Auto mit 72km/h gegen ein festes Hindernis prallt, wie groß ist die entstehende Kraft? Und wie berechnet man die Strecke beim freien Fall wenn man die Aufprallstärke kennt? Vielen Dank im Voraus :)
6 Antworten
F = m*a
in Worten: Kraft ist Masse mal Beschleunigung.
Du brauchst also die Masse des Autos und die (negative) Beschleunigung biem Aufprall. Letztere wird durch die Konstruktion des Autos (Knautschzone, andere Verformungen, ...) bestimmt.
Diese Frage kann man nicht beantworten, dazu müsste man den Weg kennen den das Fahrzeug bis zum Stillstand zurücklegt.
Dieser ist offensichtlich nicht für jeden Bereich am PKW gleich. Das sieht man ja auch an Unfallautos:
beim hier beschriebenen Szenario ist die Front kaum noch erkennbar (kleiner Weg - sehr hohe Kraft - Struktur des FAhrzeugs zerstört), Die Fahrgastzelle ist noch gut erkennbar, aber uU sind Türen verzogen usw.
Die Heckklappe ist aber teilweise völlig intakt, sie hätte den Größten Bremsweg und musste somit nur geringen Kräften standhalten.
Nun, es gibt ja erst einmal eine einfache Beziehung: Kraft ist Masse mal Beschleunigung - und genau hier wird es kompliziert:
Wenn dein Auto mit 72km/h gegen dieses feste Hindernis prallt. wird ja der erste Teil des Autos praktisch mit unendlich großer Beschleunigung. es wird ja augenblicklich von voller Geschwindigkeit auf 0 verzögert, was hier theoretisch eine unendlich hohe Kraft bedeuten würde. Allerdings hat das Material natürlich eine bestimmte Festigkeit., und wird sich daher entsprechend verformen, und der etwas weiter hinten liegende Teil des Fahrzeuges dur diese Verformung der Front etwas "bremsweg" bekommt, was bedeutet, die (Brems-)Beschleunigung nimmt ab, und so eben auch die Kraft, die auf das jeweilige Teil wirkt.
Du kannst also nie sagen, wenn (irgend) ein Auto mit einer bestimmten Geschwindigkeit gegen ein festes Hindernis prallt, entsteht eine bestimmte Kraft, sondern es ist zum einen von der Masse des Fahrzeuges abhängig, zum anderen von der Gestaltung des verformten Bereiches, wie viel das für den Rest, also die Fahrgastzelle die Bremsverzögerung reduziert.
Das ist ja der Grund, warum man dann Crash-Tests macht, die ja alles andere als Billig sind, da hierfür ja vor der eigentlichen Produktion die Testfahrzeuge komplett von Hand gefertigt werden müssen. So ein Vorserien-Auto kostet so viel wie ein absolutes Luxus-Auto, nur um es sofort kaputt zu machen.
Erst dank leistungsfähiger Computer wurde es möglich, das ganze Fahrzeug in kleinste, geometrisch beherrschbare Teilstücke zu zerlegen, und die auf diese einwirkenden Kräfte, und daraus resultierenden Verformungen zu berechnen - Finite-Elemente-Methode nennt man dies.
Das kann man mit dem Stoß-Satz bzw auch mit dem Impuls-Satz berechnen.
Was in beiden Sätzen vorkommt ist die Masse! Geschwindigkeit und Zeit sind aber auch relevant um mittels Impulssatz auf die Kraft zu kommen.
Muss man dazu nicht die genau Daten zum Auto wissen? Ich denke das ist nicht so einfach wie du denkst. Ich kenn mich auch nicht aus muss ich dazu sagen xD
Das ist im Grunde ziemlich einfach. Die Formel ist F=m*a. Also muss man nur noch die Beschleunigung wissen, und es miteinander multiplizieren um die Kraft auszurechnen.