KREUKELZONE VAN AUTO S BUMPERWEDSTRIJD

VELEWE-congres 20 november 2010

K.U.Leuven-SLO NW: fysica

KREUKELZONE VAN AUTO’S – BUMPERWEDSTRIJD Creëer een bumper die bij impact resulteert in een zo klein mogelijke kracht. Meting met PASCO

AANKNOPING: -

Filmpje evolutie van de crash tests 1997-2009: www.youtube.com/watch?v=QYVO36MF6pM Uitspraken uit de wetenschapsfiche veiligheidsgordel van het BIVV: ‘Botsen met een persoon van 50 kg die op de achterbank zit en met een snelheid van 50 km/u tegen jou aanvliegt, is qua kracht dus vergelijkbaar met geplet worden onder een personenwagen van 1,3 ton!’

Informatie voor de leraar: -

Op de website van het Belgisch Instituut voor de Verkeersveiligheid vind je interessante brochures www.bivv.be/dispatch.wcs?uri=881852666&a ction=viewStream&language=nl o Basiswetten van de fysica toegepast op verkeersveiligheid o Wetenschapsfiche snelheid o Wetenschapsfiche veiligheidsgordel

-

Meer info over crash tests op de website van Euro NCAP: www.euroncap.com

OPDRACHT:

ORIENTATIE 1. Bekijk op youtube het filmpje over de evolutie van crash tests. 2. Mogelijke onderzoeksvraag: Hoe verandert de bumper (hier de kreukelzone) de kracht die inwerkt op een wagentje bij een frontale botsing.

Concrete vbn Eindonderzoek: 6e jaar

p. 1- SETOC in de fysicales



VOORBEREIDING 3. Zoek op en bespreek kort: - Welke elementen in een wagen verhogen de veiligheid van de passagiers? - Welke factoren (grootheden) bepalen de impact op de passagiers bij een botsing? - Hoe verandert de snelheid van een wagen bij een frontale botsing? - Wat is de functie van de kreukelzone? 4. Zoek enkele materialen waarmee je een bumper kan maken. Voorwaarden: maximale dikte 2 cm, mag beweging karretje niet hinderen, mag krachtsensor niet beschadigen,mag bij botsing enkel contact maken met rubberen stop van krachtsensor 5. Verzamel het nodige materiaal om de meting te kunnen doen. baan, karretje, kracht- en motionsensor, PC (met Datastudio), digitale weegschaal, …

UITVOEREN 6. Meet m.b.v. PASCO-meetsysteem - de grootte van de kracht als functie van de tijd en - de snelheid als functie van de tijd van het karretje dat tegen de krachtsensor aanbotst.

REFLECTEREN 7. Analyseer de bekomen grafieken. Welke bumper levert de kleinste maximale kracht? 8. Toets de resultaten aan de theorie (bv. 𝐹. ∆𝑡 = 𝑚. ∆𝑣 ) 9. Bespreek de uitspraak: ‘Botsen met een persoon van 50 kg die op de achterbank zit en met een snelheid van 50 km/u tegen jou aanvliegt, is qua kracht dus vergelijkbaar met geplet worden onder een personenwagen van 1,3 ton!’





EXPERIMENT BUMPERTEST PROEFOMSCHRIJVING: Wagentje rijdt van een helling en botst tegen de krachtsensor. Vermits de krachtsensor maximaal 50 N kan meten en het wagentje redelijk zwaar is, wordt er slechts een kleine helling genomen (2°). Het wagentje wordt losgelaten 30 cm van de krachtsensor.

MATERIAAL: -

PASPORT krachtsensor (PS-2104), motionsensor (PS-2103A), PowerLink (PS-2001) of 2x USB-link PS-2100A PASCO baan 1,2m met Gocart (wagentje 500g) Bumperknutselmateriaal (dubbelzijdige kleefband, karton, absorptieschuim, vlokkenschuim, …) Statiefmateriaal PC met DATASTUDIO

PROEFOPSTELLING:

Tips: -

Kan ook uitgevoerd worden met krachsensor vast op de baan gemonteerd (m.b.v. Force Accessory Bracket CI-6545) De baan moet stabiel staan zodat ze niet beweegt, wegschuift tijdens de botsing. De sampling rate van de krachtsensor werd ingesteld op 1000 Hz, die van de motionsensor op 50 Hz. Via delayed start (bij sampling options) kan er voor gezorgd worden dat de verschillende metingen gelijk vallen op de tijdsas (door bv. de meting te start als v>0,40m/s)





MEETRESULTATEN:





ENKELE VASTSTELLINGEN: -

Het is duidelijk dat de bumper invloed heeft op de maximale kracht tijdens de impact. Hoe langer de botsing duurt, hoe kleiner de kracht. 𝐹. ∆𝑡 = 𝑚. ∆𝑣 Bv. Voor botsing zonder bumper is 𝐹. ∆𝑡 = 0,4 𝑁𝑠 (oppervlakte onder de curve) en 𝑚. ∆𝑣 = 0,5 𝑘𝑔 (0,42 + 0,34)𝑚/𝑠 = 0,38 𝑘𝑔𝑚/𝑠 = 0,38 𝑁𝑠

-

Hoe langer de botsing duurt, hoe meer energie er door vervorming wordt opgenomen. Dit zien we aan de kleinere terugbotssnelheid.



KREUKELZONE VAN AUTO S BUMPERWEDSTRIJD

Recommend Documents