La Fisica e l’Educazione stradale 2 La Fisica e l’Educazione stradale 2. Incidenti stradali urti e quantità di moto Marisa Michelini, Alberto Stefanel Unità di Ricerca in Didattica della Fisica Università di Udine stefanel@fisica.uniud.it www.fisica.uniud.it/URDF

Urti e quantità di moto (incidenti d’auto).   Che cosa ci insegna la fisica degli incidenti? Uno scontro è un processo d’urto. Analizziamo allora lo scontro di un’automobilina costruita con i mattoncini lego contro un blocco di legno. Quando l’automobilina subisce i maggiori danni? [Quali delle grandezze che la descrivono come sistema e ne descrivo il moto sono importanti?] -L’urto e la diversa velocità -l’urto e la diversa massa -l’urto e la diversa quantità di moto -l’urto e la struttura (come rendere più sicura l’auto) Quali grandezze ci permettono di descrivere il processo d’urto: la variazione di quantità di moto e le forze impulsive -l’urto e il casco (come rendere meno impulsive le forze negli urti ovvero meno traumatico un urto)

Urti e quantità di moto (incidenti d’auto).   Che cosa ci insegna la fisica degli incidenti? Uno scontro è un processo d’urto.

Analizziamo allora lo scontro di un’automobilina costruita con i mattoncini lego contro un blocco di legno.

Quando la macchinina subirà i danni maggiori? Quando andrà più velocemente rispetto al blocco di legno …… Quando avrà una massa maggiore ….. Quando avrà più massa e andrà più velocemente (m * v: quantità di moto)

L’urto e la velocità della macchinina Per controllare la velocità facciamo scendere la macchinina lungo un piano inclinata facendola cadere sempre dalla stessa posizione sul piano. h L D Con un sensore di moto si rileva la posizione della macchinina lungo il piano e se ne ricava la velocità

L’urto e la velocità della macchinina Per controllare la velocità facciamo scendere la macchinina lungo un piano inclinata facendola cadere sempre dalla stessa posizione sul piano. Con un sensore di moto si rileva la posizione della macchinina lungo il piano e se ne ricava la velocità h D L

L’urto e la velocità della macchinina Per controllare la velocità facciamo scendere la macchinina lungo un piano inclinata facendola cadere sempre dalla stessa posizione sul piano. Con un sensore di moto si rileva la posizione della macchinina lungo il piano e se ne ricava la velocità z Il sistema di riferimento y h D La traiettoria x L

L’urto e la velocità della macchinina Per controllare la velocità facciamo scendere la macchinina lungo un piano inclinata facendola cadere sempre dalla stessa posizione sul piano. Con un sensore di moto si rileva la posizione della macchinina lungo il piano e se ne ricava la velocità

L’urto e la velocità della macchinina Per controllare la velocità facciamo scendere la macchinina lungo un piano inclinata facendola cadere sempre dalla stessa posizione sul piano. Con un sensore di moto si rileva la posizione della macchinina lungo il piano e se ne ricava la velocità

L’urto e la velocità della macchinina Per controllare la velocità facciamo scendere la macchinina lungo un piano inclinata facendola cadere sempre dalla stessa posizione sul piano. Con un sensore di moto si rileva la posizione della macchinina lungo il piano e se ne ricava la velocità Danni: Si stacca l’asticciola che permette la misura con il sensore

L’urto e la velocità della macchinina Aumentiamo l’inclinazione del piano, per aumentare la velocità all’impatto

L’urto e la velocità della macchinina Aumentiamo l’inclinazione del piano, per aumentare la velocità all’impatto

L’urto e la velocità della macchinina Aumentiamo l’inclinazione del piano, per aumentare la velocità all’impatto Danni: Si sfascia completamente il telaio della macchinina

L’urto e la velocità della macchinina Aumentiamo l’inclinazione del piano, per aumentare la velocità all’impatto Danni: Si sfascia completamente il telaio della macchinina

L’urto e la velocità della macchinina La misura con i sensori V2 V1

L’urto e la velocità della macchinina V2 = 2,1 m s-1 V1 = 1,3 m s-1

L’urto e la velocità della macchinina V2 = 7,6 km h-1 V1 = 4,7 km h-1

L’urto e la velocità della macchinina La forza esercitata dalla macchinina sul sensore: con l’inclinazione minore

L’urto e la velocità della macchinina La forza esercitata dalla macchinina sul sensore: con l’inclinazione minore

L’urto e la velocità della macchinina La forza esercitata dalla macchinina sul sensore: con l’inclinazione maggiore

L’urto e la velocità della macchinina La forza esercitata dalla macchinina sul sensore: con l’inclinazione maggiore

L’urto e la velocità della macchinina La forza esercitata dalla macchinina sul sensore: il confronto DV=0 – V1 V1 = 1,3 m s-1 F=mDV/DT DT≈0,02 s DV=0 – V2 V2 = 1,9 m s-1 F=mDV/DT DT≈0,02 s

Macchinina appesantita L’urto e la massa della macchinina Macchinina scarica Macchinina appesantita

Macchinina appesantita L’urto e la massa della macchinina: stessa inclinazione, massa diversa Macchinina scarica Macchinina appesantita Uguale velocità!!!!! Uguale velocità!!!!! Forze all’impatto molto diverse!!!!! Forze all’impatto molto diverse!!!!!

Macchinina appesantita L’urto e la massa della macchinina: stessa inclinazione, massa diversa Macchinina scarica Macchinina appesantita Il moto della macchinina non dipende dalla massa!!!!! L’impatto: sì!!!!

L’urto e la massa della macchinina: stessa inclinazione, massa diversa Il moto della macchinina non dipende dalla massa!!!!! La forza esercitata all’impatto: sì!!!!

L’urto e la massa della macchinina: stessa inclinazione, massa diversa Il moto della macchinina non dipende dalla massa!!!!! La forza esercitata all’impatto: sì!!!! Il confronto quantitativo richiederebbe un’acquisizione a ferquenza troppo elevata per l’interfaccia utilizzata

Il ruolo della struttura dell’auto: come rendere più sicure le auto La punta posticcia interfaccia l’interazione tra telaio della macchinina e il blocco di legno

Il ruolo della struttura dell’auto: come rendere più sicure le auto

Il ruolo della struttura dell’auto: come rendere più sicure le auto Il telaio resta integro La punta si sfascia