Força de impacto colisão

ESTIMATIVA DAS FORÇAS AGINDO DURANTE UMA COLISÃO

É apresentada a seguir uma avaliação teórica do impacto entre a frente de um automóvel e a traseira de um caminhão equipado com pára-choque rígido.

O equacionamento aqui apresentado foi baseado inteiramente no trabalho de RECHNITZER [1].

O impacto entre dois veículos pode ser descrito matematicamente pelo emprego das leis do movimento e das leis físicas que governam o impacto.

Impacto centrado

Cálculo das forças em impactos caminhão-automóvel:

Considerações: os veículos estão se movimentando na mesma linha reta; o impacto é essencialmente plástico, com os veículos não sofrendo deslocamento lateral; após o impacto os veículos permanecem em contato com uma massa combinada (m1 + m2) e uma velocidade v3, seguindo na mesma linha reta.
Definição das variáveis:

s = deformação total do automóvel (m) m1 = massa do caminhão (kg) m2 = massa do automóvel (kg) v1 = velocidade do caminhão antes do impacto (m/s) v2 = velocidade do automóvel antes do impacto (m/s) v3 = velocidade pós impacto dos veículos (m/s) va = velocidade de aproximação dos veículos = v1 + v2 (m/s)
F = força média agindo nos dois veículos no impacto (N)
E = energia cinética (J)

Pela conservação da quantidade de movimento, tem-se: m1 v1 + m2 v2 = (m1 + m2) v3 (1)

v3 = (m1 v1 + m2 v2)/ (m1 + m2) (2)
A energia cinética dos dois veículos antes do impacto é:
E0 = 0.5(m1 v12 + m2 v22) (3)
Após o impacto, a energia cinética dos veículos será:
E1 = 0.5(m1 + m2)v32 (4)
A perda de energia no impacto é dada por: (5)

Substituindo a velocidade relativa de aproximação entre os veículos va=(v1+v2): (6)
(energia perdida durante a colisão)

Cálculo da força média F agindo entre os veículos para uma dada