超速为什么是车祸伤亡的元凶——车祸模拟实验

　　能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。

　　能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。人类对各种能量，如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用，都是通过能量转化来实现的。能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。

　　随着人们经济水平的提高汽车越来越普遍，同时交通事故的数量也在增加。为了提高事故中人们的生还率，此时安全带和空气气囊扮演着重要的角色。现在很多媒体也都报道过高速路上超速行驶酿成的重大事故。为什么超速的威力这么大呢？

　　根据能量守恒定律我们知道，汽车通过燃烧汽油产生机械能（不考虑能量损耗），机械能再转化为动能，此时的动能是车的动能与人的动能的总和。此时P=FV，W=Pt所以F=W/(Vt)（P是运动物体的功率、F运动物体受到的力、V是运动物体的速度、W是能量总和、t是运动物体由运动到静止的所用的时间）。由于W和V都是固定的所以这段时间越短，物体受到的力量也就越大。在事故发生时，车因为碰撞会突然静止，这段时间就很短，车受到的力量已经导致车严重变形。人若受到如此大的力碰撞在坚硬的物体上将是致命的损伤。此时安全带和气囊的作用是减少碰撞损伤。所以驾车行驶时一定要遵守交通规则，不超速、不酒驾、系好安全带。

　　本期实验：模拟运动物体碰撞过程，探索在碰撞期间能量转化与物体被施加的力。

　　所需设备：铰链假人、力传感器、动力手推车、跑道、实验室。插口、定时器和卷尺、定时器电源、DrDAQ数据记录器、运行PC示波器软件。

　　实验设置：将一小块销钉插入虚拟机的主体中，并将力传感器安装在屏障上。必须调整挡板的最终位置，以便定位销在中心位置上传感器。

　　力传感器安装支架。引脚1—电池、引脚2—+veDrDAQ、引脚3—电池、引脚4—DrDAQ

　　进行实验：安装在动力手推车上的铰接假人可以在一个倾斜的轨道和一个缓冲器的作用下模拟失控的效果。碰撞时，传感器会直接测量定位杆撞击力，其输出电压在大约15N的范围内，与施加的力成正比。

　　如上图设置设备中，定时器和卷尺，用于测量定时速度。同时力传感器连接到DrDAQ并加载Picoscope软件接着将时基设置为10ms;启动数据记录器，然后将手推车向下滚动倾斜。碰撞记录后，最终的电压表读取或保存文件以便稍后打印，根据需要重复不同的速度。

　　进一步研究：1、如果手推车的重量增加，应用于假人的力如何？2、碰撞区域对虚拟假人施加的力有什么影响？

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