Ahoj Květoslave,

děkujeme za dotaz do naší poradny, tentokrát jsi si dost možná vlastně odpověděl sám. Mohl bych odpovědět jen ano či ne, ale myslím, že by bylo dobré písmenkům ve tvém výpočtu dát fyzikální význam a celý výpočet více ozřejmit. Pokud by to tebe či naše čtenáře nezajímalo, rovnou odpovím, že tvůj výpočet JE správný.

Nejzákladnější vztah, ze kterého můžeme určit velikost jakékoliv síly formuloval ve formě svého 2. zákona Isaac Newton a je jednoduchý: F=m*a. Slovně bychom tento vztah popsali tak, že když na těleso budeme působit nějakou silou, tak velikost toho, jak bude těleso zrychlovat bude záležet na tom, jak velkou silou působíme a také na hmotnosti tělesa, se kterým silou pohybujeme.

Pokud tedy chceme určit jak velkou silou napíná řidič pásy při nárazu (což je velké zpomalení), potřebujeme znát jeho hmotnost (tu víme – 100 kg) a také jak hodně zrychluje/zpomaluje. Je tedy potřeba určit jak velké je zpomalení při nárazu. Ze slova zrychlení/zpomalení snad všichni vyvodíme, že se mění rychlost a velikost zrychlení tak bude určitě záviset na tom o kolik (to je důležité) se rychlost změní a také na tom, jak dlouho trvalo, než se rychlost změnila. O kolik se rychlost změnila zjistíme snadno tak, že odečteme konečnou a počáteční rychlost – matematicky toto zapíšeme pomocí symbolu Δ, konkrétně změna rychlosti se zapisuje Δv, a zrychlení vypočítáme tak, že změnu rychlosti vydělíme časem zrychlování: a= Δv/t.

Takže 2. Newtonův zákon můžeme zapsat takto: F=m. Δv/t. To je vztah, ke kterému jsi došel také, jen jsem jej chtěl vysvětlit – je totiž důležité si uvědomit, že nedosazujeme rychlost auta před nárazem, ale to o kolik se rychlost auta při nárazu změnila.

Když dosadíme: m = 100 kg, t=0,07 s, Δv=-30 m/s (auto zpomalilo, proto je výsledek záporný, znaménko nám určuje směr působící síly) bude vztah pro sílu vypadat takto: F=100*(-30)/0,07 a vyjde nám síla F=-42 857 N, což je zhruba -43 000 N. Proti pohybu řidiče (protože je záporná) působí síla 43 kN. Kdybychom si ji chtěli nějak představit, můžeme použít vztah pro výpočet tíhové síly F=m*g, z něj zjistíme, že pokud bychom působili stejnou silou, zvedli bychom těleso o hmotnosti 4 300 kg. Častěji však udáváme přetížení – což je hodnota zrychlení vydělená tíhovým zrychlením. Zrychlení nám vyšlo 428 m/s2, řidič by tak byl při takovém nárazu vystaven přetížení 43 g – jeho tělo je tedy 43x těžší, než obvykle. Jen pro zajímavost připojím informaci o poručíkovi Johnovi Stappovi – ten při experimentech (které dělal sám na sobě) vydržel rekordní přetížení 46(!) g.

A úplně na závěr drobná fyzikální souvislost, kterou vždy při výuce neopomenu zmínit – ze 2. Newtonova zákona nám vlastně vyplývá ten první – pokud bude zrychlení nulové, bude i výsledná síla nulová (Definice 1. Newtonova zákona by mohla znít třeba takto: „Pokud na těleso nepůsobí žádná síla, bude se pohybovat s nulovým zrychlením“).

Doufám, že i když se má odpověď protáhla, potěšila tě nejen potvrzením tvého výpočtu.