คำอธิบายทางฟิสิกส์ – ทำไมเราถึงต้องรัดเข็มขัดนิรภัย?
กรณีที่ 1 ไม่รัดเข็ดขัดนิรภัย
ขณะรถกำลังวิ่งด้วยความเร็ว และพุ่งเข้าชนสิ่งกีดขวาง หรือรถคันอื่นๆก็ตาม เมื่อรถกำลังชน จะมีการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมเกิดขึ้นกับสิ่งต่างๆ 3 อย่าง ดังนี้ คือ 1. สิ่งกีดขวางหรือรถที่ถูกชน 2. รถยนต์ที่เราขับ และ 3. ร่างกายของเราเอง แน่นอนว่าสิ่งที่เราแคร์ที่สุดคือ ความปลอดภัยในชีวิตของเรา
รถยนต์ถูกออกแบบมาให้กระโปรงหน้าสามารถยุบตัวลงได้ขณะชน จึงทำหน้าที่เหมือนตัวดูดรับแรงกระแทก แต่ถึงกระนั้นมันก็ยังส่งแรงกระแทกมหาศาลผ่านเข้ามาถึงตัวเราได้อยู่ดี
หากพิจารณาเพียงแค่ร่างกายของเราที่ได้รับแรงกระแทกนั้น ขนาดของแรงกระแทกจะขึ้นอยู่กับปัจจัย 3 ประการ คือ 1. มวลของร่างกายของเรา 2. ความเร็วรถก่อนชน และ 3. เวลาที่ใช้ขณะเกิดการชน หรือหากเขียนเป็นสมการ จะได้ว่า
แน่นอนว่าคนที่ขับรถด้วยความเร็วสูง หรือค่า u มาก (เมื่อ u คือความเร็วต้นก่อนชน ส่วนความเร็วปลายหลังชน v = 0) ย่อมได้รับแรงกระแทกจากการชนมากเช่นกัน
กรณีที่ 2 รัดเข็ดขัดนิรภัย
แล้วจะทำอย่างไร เพื่อให้ร่างกายเรารับแรงกระแทก F ให้น้อยที่สุด เพราะในความเป็นจริง เราก็ต้องขับรถด้วยความเร็วสูงเป็นบางครั้ง
จากสมการ จะเห็นว่าถ้าหากเราสามารถเพิ่มระยะเวลาในการชน ให้มากขึ้นได้ จะทำให้ประมาณ F มีขนาดลดลง (เพราะ t เป็นตัวหาร และ m คงที่ เพราะมวลร่างกายเราไม่สามารถควบคุมให้ลดหรือเพิ่มได้อย่างฉับพลัน) และนี่จึงเป็นที่มาของการใช้เข็มขัดนิรภัย เพื่อเพิ่มระยะเวลาให้กับร่างกายของเราได้เคลื่อนไหวช้าลง (ใช้เวลามากขึ้น) และแน่นอนว่าเราจะได้รับแรงกระแทกน้อยลงนั่นเอง
สุดท้าย นอกจากเราจะรัดเข็มขัดนิรภัยเพื่อลดแรงกระแทกได้แล้ว เราก็ควรขับรถด้วยความเร็ว u ไม่ให้เร็วเกินไป เพื่อที่จะได้ไม่รับบาดเจ็บมาก หรือถึงขั้นเสียชีวิต
Post by : thaiphysicsteacher.com
Credit video Fifth Gear