noo, skoro przetrzymaliście wykresy energii i przyspieszeń

to jedziemy żwawo dalej.
będzie o strefach zgniotu. co to jest i do czego służą. ale zacząć, niestety, trzeba znowu od podstaw.
plastelina i sprężyna
w pewnym sensie dwa przeciwieństwa. plastelina, to takie coś, co pod wpływem naszych działań zmienia kształt, i tak mu zostaje. jak wciśniemy w plastelinę palec, to zrobi się dołek i ... już. dołek sobie jest i jest i jest. sprężyna natomiast, pod wpływem tych samych działań zmieni kształt i ... natychmiast jak ją puścimy wróci do stanu (wyglądu) pierwotnego. ten dołek ze zdania wcześniej zniknąłby zaraz po cofnięciu palca. po co ta opowieść? ano dlatego, że wszystkie stale zachowują się trochę jak sprężyna a trochę jak plastelina. jeżeli wyginamy/rozciągamy/skręcamy/itp kawałek stali odpowiednio lekko, to ten kawałek – i owszem – podda się, po to tylko, żeby się wyprostować zaraz jak tylko zabierzemy od niego nasze łapska. zupełnie jak sprężyna. ten rodzaj reagowania stali na zewnętrzne siły nazywany jest stanem sprężystym. jeżeli jednak mamy łapska kowala bądź mamy w rodzinie Pudziana, to potraktujemy nasz kawałek stali dużo gorzej niż lekko. i nagle okaże się, że stal, która przed chwilą była sprężysta zachowuje się jak plastelina. jeśli wygiąć ją w podkowę to ... tak jej zostanie. takie zachowanie będzie oznaczało, że przeszliśmy z zakresu sprężystego do zakresu plastycznego. siła (obciążenie), które powoduje przejście ze stanu sprężystego do plastycznego nazywane jest (jakże oryginalnie) granicą plastyczności.
zajrzyjmy do środka
stali tarmoszonej przez Pudziana. jest to niezbędnie konieczne, żeby wiedzieć dlaczego brutalnie potraktowana stal zachowuje się jak plastelina. zacząć trzeba od tego, że stal to kryształy. tak jest. stal ma budowę krystaliczną, czyli mówiąc obrazowo, wielki kawał puca robiący np. za przęsło mostu to nic innego jak poskładane klocki Lego. bardzo mocno rozbudowane, bo taki jeden klocek (kryształ) jest widoczny dopiero pod mikroskopem, ale jednak klocki. wspomniane wcześniej przejście ze stanu sprężystego do stanu plastycznego to w zasadzie to samo co przepiłowanie najpierw jednego a potem kilku - > kilkunastu -> kilkudziesięciu itd klocków. chodzi po prostu o to, że przy odpowiednio dużym obciążeniu kryształy zaczynają pękać i przesuwać się wzdłuż płaszczyzny pęknięcia. druga opcja: grupy kryształów przesuną się względem siebie (same kryształy nie pękają, ale i tak zmieniają swoją pozycję). „na zewnątrz”, czyli w świecie nie mikroskopowym efekt jest taki, że puc metalowy się gnie i tak mu zostaje (bo kryształy raz pęknięte/przesunięte już nie wracają na stare miejsca).
no i co z tego?
ano to, że żeby „pęknąć” taki kryształ, albo przepchnąć grupę kryształów na przykład „o jeden w lewo” potrzeba... ENERGII. całkiem sporo energii. co więcej, ta energia jest zużywana na rozłupywanie/przepychanie czyli – patrząc z zewnątrz – niejako „znika w metalu”. tak jest. proces uplastycznienia metalu pochłania energię, a jak ktoś siedzi w środku auta, które właśnie się zgniata (uplastycznia) to mówi nawet, że uplastycznienie rozprasza energię.
do adremu
konstruktorzy samochodów, wiedząc o wyżej opisanych fenomenach wymyślili, że niektóre kawałki samochodu – oprócz ładnego wyglądu – będą służyły za rozpraszacze energii. oznacza to ni mniej ni więcej, że kawałki te mają być na tyle miękkie żeby w razie bum pogiąć się jak harmonijka. dlaczego akurat harmonijka? no bo owszem, metal jak się uplastycznia (zgniata „na zawsze”) to rozprasza energię, ale taki płat stali w trakcie uderzenia uplastycznia się TYLKO w miejscach zagięć, czyli w miejscach uplastycznienia. i tylko tam. natomiast tam, gdzie stal pozostaje w miarę płaska uplastycznienia niet. rozpraszania energii też niet. a to oznacza prostą zależność: im więcej fałdek tym więcej rozproszonej energii. dlatego właśnie tzw. strefa zgniotu powinna – zdaniem konstruktorów – zamienić się w trakcie bum w kulkę. dosłownie.
pozostaje wyjaśnić jeszcze dlaczego cały samochód nie jest jedną wielką strefą zgniotu. otóż powody są dwa:
- po pierwsze to co robi za strefę zgniotu, z powodów podanych wyżej, jest raczej miękkie niż twarde/sztywne. do tego czegoś nie da się prosto i porządnie (mocno) nic przyczepić. niestety, w samochodzie są różne takie puce do przyczepienia jak to silnik, kierowca (ooppps, fotele, znaczy) czy też kawałki podwozia, które muszą być z kolei twarde/duże, bo niosą na sobie ciężar całości. te różne duże elementy muszą być przyczepione do czegoś bardziej solidnego niż „strefa zgniotu”.
- po drugie taka strefa, o której wiemy jak się zachowa w czasie bum, doskonałe nadaje się do „kierowania ruchem”. łącząc odpowiednio strefy zgniotu i strefy sztywniejsze można spowodować na przykład, że silnik, w czasie bum, zawsze będzie „wędrował” raczej pod podłogę samochodu, niż w stronę naszych kolan. jeśli nawet nie zawsze, to przynajmniej „zazwyczaj”.
co jeszcze możemy dla ciebie zrobić
droga energio kinetyczna, cobyś nam krzywdę jak najmniejszą wyrządziła? odpowiedź jest dość prosta: trzeć. jak najwięcej trzeć. tarcie bardzo skutecznie zamienia energię kinetyczną na różne inne. między innymi cieplną. trzeć można i należy:
- hamulcami (tak jest. hamulce przecież nie robią nic innego)
- jak nie hamulcami, to czym się da (na przykład bokiem/dachem po trawie)
poza tym.... nie ma nic poza tym. można ew. próbować zamienić jedno duże zderzenie na mnóstwo małych, czyli na przykład wjechać w krzaki a nie w drzewo albo wybrać bardziej podatną przeszkodę (o czym było ostatnio) ale takie cuda to już chyba tylko Hołowczyce potrafią.
w skrócie:
- mamy do dyspozycji dwa i tylko dwa sposoby obniżenia energii jadącego samochodu: tarcie i uplastycznienie
- najlepiej rozpraszać energię przy użyciu tarcia
- strefy zgniotu (strefy uplastycznienia) mają w trakcie bum dwa zadania do wykonania: rozproszyć jak najwięcej energii oraz skierować ciężkie/sztywne elementy samochodu jak najdalej od pasażerów
- strefy zgniotu są na prawdę miękkie i „reagują” (gniotą się) pod byle pretekstem.
będzie jeszcze trochę o normach, poduszkach powietrznych i już przestanę