Rozdílná rychlost při čelní srážce dvou aut
Dobrý den, měl bych dotaz spíše z oblasti fyzikální. Můj dotaz spočívá v čelní srážce dvou aut. Teď uvedu příklad na můj dotaz, aby byl srozumitelnější. Jedou proti sobě dvě auta (obě jsou stejně těžká). První auto (A) jede rychlosti 60kmh a druhé auto (B) jede rychlosti 40kmh. Zajímá mě, jestli škody v autě B budou naprosto totožné jako v autě A, když jede o 20kmh méně. Protože pokud se rychlosti sčítají, tak by se to mělo „zprůměrovat“ a tudíž si rozdělit energie. Ale mě prostě přijde, když auto B má menší rychlost, že by tam měli být i menší škody. Další příklad: V prvním příkladu by tedy po sečtení rychlosti vyšla rychlost 100 kmh. To znamená, že to bude stejné, jako když narazí auto A v rychlosti 100kmh do stojícího auta B, které je odbržděné? Ptám se, bude to pro auto B stejný naráz, jako když by jelo 40 kmh a auto A by jelo 60 kmh? Snad je dotaz srozumitelný a snadno pochopitelný. Rád bych si o tom s někým zadiskutoval :) Podotýkám nejsem žádný fyzikář, takže budu rád, když mi to někdo vysvětlí jako laikovi. Děkuji za odpověď. Petr
Ahoj Petře,
děkujeme za nový dotaz do naší odpovědny.
Pokusím se jej vysvětlit dvěma rovnocennými způsoby, uvidíme, který ti bude nakonec bližší.
Nejdřív bez vzorečků: musíme si uvědomit, že rychlost je relativní, což znamená, že k určení rychlosti je potřeba říci, vzhledem k čemu ji měříme. Např. já jsem teď vzhledem k mému notebooku (nezmíním značku, abych nedělal reklamu) v klidu, ale např. vzhledem ke Slunci se pohybuji nezanedbatelnou rychlostí 30 kilometrů za sekundu. Obě rychlosti popisují tu samou situaci, ale z různých pozorovatelen (ty nazýváme vztažné soustavy). Je důležité si uvědomit, že obě tvrzení jsou rovnocenné, žádná z popsaných soustav není lepší než druhá. To samé můžeme říci o autech – pokud popisuji rychlost vzhledem k Zemi, tak je tak, jak píšeš v zadání. Pokud se budu dívat z auta A, tak vidím, jak se ke mně auto B přibližuje rychlostí 100 km/h a já jsem v klidu. Pokud se budu dívat z auta B, tak opět vidím, že se ke mně blíží auto A rychlostí 100 km/h a já jsem opět v klidu. Protože je jedno, z jaké soustavy se díváme (jsou rovnocenné), tak lze očekávat, že pro všechny 3 pozorovatele (A, B, Zem), dopadne celá situace stejně. Je asi zřejmé, že je jedno, jestli jedno auto jede 5 km/h a druhé 95 km/h. Vzájemná rychlost je vždy 100 km/h a pro všechny pozorovatele musí srážka dopadnout stejně. Pokud by to tak nebylo, tak bych chtěl pozorovat srážku z lepší soustavy, aby se mi nic nestalo. Ale taková soustava neexistuje.
Teď čistě fyzikálně: při nárazu působí auto A na auto B silou Fa. Jenže stejně velkou silou, opačného směru, (podle 3. Newtonova zákona) působí i auto B na A: Fb. Platí tedy Fb=-Fa. Stejné je to, pokud udeříme rukou do zdi – my působíme na zeď a zeď na nás působí stejně velkou silou zpět. Rozdíl je jen ten, že nás to bolí a zeď (nejspíše) ne. A velikost síly při nárazu závisí na VZÁJEMNÉ rychlosti obou aut, což je z pohledu obou aut i Země stejné číslo. Je tedy jedno, jaká je rychlost aut jednotlivě, o výsledku rozhoduje jen jejich vzájemná rychlost.
Snad toto vysvětlení celou situaci osvětlilo.