Trocha vědy, aneb jak fungují síly působící na tělo při nárazu?
Rád bych se pokusil jednoduše a srozumitelně vysvětlit věc, na kterou se opakovaně ptáte. Jak je to se silami, působícími na dětské tělo při dopravní nehodě.
Každá věc na této planetě něco váží. Je to díky přitažlivosti naší matičky Země. Když se takovou věc chcete rozhýbat, musíte jí dodat nějakou energii. Kopnete do míče, hodíte kámen, auto rozjedete za pomocí motoru. Díky této energii ta věc získá tzv. hybnost. Zjednodušeně jde o váhu, násobenou rychlostí. Jednoduchý příklad, jak funguje hybnost. Když se rychlostí 10m/s pohybuje fotbalový míč, prostě mu dáte do cesty ruku a zastavíte ho. Když se stejnou rychlostí pohybuje auto, rukou ho nezastavíte, protože má nesrovnatelně větší hybnost (váží tisíckrát víc, než míč, tudíž je jeho hybnost tisíckrát vyšší). Pro orientaci v číslech. Dětská hlava váží řekněme 2kg. Když dítě jede v autě rychlostí 54km/h (tj. 15m/s), jeho hlava má hybnost 2(kg)x15(m/s), což je 30kg.m/s.
Zatížení mozku při nárazu v posměrné sedačce
A teď si ukážeme co se stane, když dojde k nárazu. Je naprosto zásadní, jaká bude hybnost dětského tělíčka, ale do hry vstupuje ještě jeden parametr. Rozdíl mezi životem a smrtí je v čase, za který odeberete tělu hybnost, nebo jednoduše to, jak rychle zpomalíte na konečnou rychlost. Při nárazu typicky na nulu. Jde o fyzikální veličinu, která se jmenuje změna hybnosti. Sami asi chápete, že je úplně něco jiného, když z rychlosti 100km/h brzdíte 10 sekund před křižovatkou, nebo zastavíte za 0,1 vteřiny při nárazu. A to je ten klíčový faktor, který rozhoduje. Vzorec pro výpočet vznikajících sil už není váha X rychlost, ale váha X rychlost X čas. Dostaneme to, co nás zajímá - fyzikální jednotku, která se jmenuje impuls síly. To si dobře pamatujte, protože to je pachatel všech potíží.
Rozdíl v zatížení mozku v posměrné/protisměrné sedačce
Jako báječný příklad můžeme použít desetikilovou kouli na bowling. Když jí normálním způsobem hodíte, udělujete jí hybnost po dobu cca dvou sekund. A to zvládne i relativně slabší žena. Když ale budete chtít kouli udělit stejnou rychlost okamžitě, tedy například tak, že do ní kopnete, bude ta energetická výměna trvat setinu sekundy a skončí s nevyhnutelnou jistotou nějakým nepříjemným úrazem. Stejně to funguje i obráceně. Když kouli budete zpomalovat postupně dvě sekundy, nestane se nic. Když jí budete chtít zastavit ihned, pravděpodobně si ublížíte. Zrychlení, nebo zpomalení je z hlediska fyziky to samé, jen tam jsou obrácená znamínka. Vynikající příklad je třeba padající sklenička. Když spadne na tvrdou podlahu, pravděpodobně se rozbije, protože zastaví na nulu za tisícinu sekundy. Když pod skleničku dáte molitanovou matraci, zpomalení se v měkkém podkladu rozloží do delšího času, a proto sklenička zůstane celá.
Vrátíme se k autosedačce. Jak zařídit, aby ta dvoukilová hlavička (která není nijak připevněná) při nárazu nepokračovala v pohybu až do zastavení a při tom svou setrvačností nepoškodila tu křehkou a velmi subtilní dětskou krční páteř? Asi nezmenšíte její váhu. Můžete se nějakým airbagem pokusit rozložit to zpomalení do delšího času. To za vás dělají automobilky, které se pomocí deformačních zón a airbagů snaží přidat tisíciny vteřiny potřebné ke zpomalení. Nezdá se to, ale hraje to obrovskou roli. Nám zbývá pouze třetí možnost – nedovolit hlavičce, aby mohla někam cestovat a poškodit tak krční páteř. Nejúčinnější způsob je použít protisměrnou sedačku, která hlavičku drží na místě a nedovolí jí žádný pohyb.
Nejčastější námitka skeptiků směřuje k tomu, jak to je v protisměrce při nárazu zezadu. Když pomineme statistiku (nárazů zezadu je jen něco kolem deseti procent a velká většina neproběhne v plné rychlosti), je to opět jen fyzika. Z celkového množství nárazů zezadu je velká část náraz v souhlasné rychlosti. Tedy ve chvíli, kdy obě auta jedou dopředu. Jedna z veličin – rychlost, nebo spíše rozdíl rychlostí, je relativně malá. A tedy i hybnost dětské hlavy je o mnoho menší, než při čelním nárazu. Jestliže jde o náraz, kdy jedno auto nedobrzdí a narazí do vašeho stojícího auta před sebou, vstupují do hry dva faktory. Za prvé již dochází k brzdění a tím je opět rychlost nárazu o hodně menší. Ale naprosto zásadní je ten druhý faktor, který málokoho napadne. Ano, tím faktorem je čas. Náraz posune vaše auto dopředu. Tak ho rozjede na nějakou rychlost a čas do zastavení není jako v případě čelního nárazu tisícina sekundy, ale mnohonásobně delší. Vzpomeňte si na tu skleničku. Každá desetinka může znamenat ten zásadní rozdíl mezi životem a smrtí.
Na závěr bych ještě rád zařadil rubriku OOOO (opravník obecně oblíbených omylů). Často se zmiňuje skutečnost, kdy při čelním nárazu se rychlost obou aut sčítá, a tudíž síla nárazu je A+B. To ale není pravda. Ano, každé auto má nějakou rychlost, a při nárazu se tyto rychlosti sečtou. Ale síly působící při nárazu se zároveň rozdělí mezi dvě soustavy (dvě auta). To znamená, že na posádku každé z nich působí poloviční síla.
Doufám, že to co jsem tady řekl bylo dost srozumitelné. Pokud vás napadají další otázky, nebo něco, čím vás trápí příbuzní, napište nám na Messenger, nebo na info@autosedacky-rc.cz. Nevidíme se naposledy.
Radek