Столкновение человека и автобуса

[bayah]

А вопрос такой.
Есть земля, человек и автобус.
Есть ли разница, врежется ли движущийся со скоростью $v$ автобус в покоящегося относительно земли человека, или же человек, двигающийся со скоростью $v$, в покоящийся относительно земли автобус?

Я вот считаю, что по закону сохранения импульса, - разницы нет, но есть мнение, что при движущемся автобусе удар по человеку будет значительно больше.
Скажите, как по-вашему, а еще лучше, как по физике?

Спасибо)

Pphantom:

Название темы изменено на более содержательное.

[Slav-27]

Представьте себе, что человек и автобус находятся на этакой движущейся беговой дорожке. Автобус не двигается относительно дорожки, а человек бежит против хода дорожки навстречу автобусу с такой скоростью, чтобы как раз оставаться на месте относительно деревьев.

По-моему, рассмотрение этой ситуации стирает разницу между вашими 2 случаями. Разница только в том, что если в этой ситуации считать человека неподвижным, то он не просто неподвижен, а ещё и дрыгается. Но навряд ли это сильно повлияет на силу удара.

[bayah]

Slav-27 в сообщении #1133128 писал(а):

Представьте себе, что человек и автобус находятся на этакой движущейся беговой дорожке. Автобус не двигается относительно дорожки, а человек бежит против хода дорожки навстречу автобусу с такой скоростью, чтобы как раз оставаться на месте относительно деревьев.

По-моему, рассмотрение этой ситуации стирает разницу между вашими 2 случаями. Разница только в том, что если в этой ситуации считать человека неподвижным, то он не просто неподвижен, а ещё и дрыгается. Но навряд ли это сильно повлияет на силу удара.

По-моему, тоже так.
Еще спасибо за пример)

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[Munin]

Разница для кого?

-- 21.06.2016 13:53:55 --

(В момент удара разницы, может быть, и не будет, но после удара в одном случае человека отбрасывает на асфальт с большой горизонтальной скоростью, а в другом случае - с почти нулевой. Взаимодействие с асфальтом будет разным в этих случаях.)

[bayah]

Munin в сообщении #1133137 писал(а):

Разница для кого?

-- 21.06.2016 13:53:55 --

(В момент удара разницы, может быть, и не будет, но после удара в одном случае человека отбрасывает на асфальт с большой горизонтальной скоростью, а в другом случае - с почти нулевой. Взаимодействие с асфальтом будет разным в этих случаях.)

Да, разумеется, если рассмотреть взаимодействие с асфальтом, разница будет, но тут я это не имел ввиду, конечно.

[Mikhail_K]

Munin в сообщении #1133137 писал(а):

Разница для кого?

(В момент удара разницы, может быть, и не будет, но после удара в одном случае человека отбрасывает на асфальт с большой горизонтальной скоростью, а в другом случае - с почти нулевой. Взаимодействие с асфальтом будет разным в этих случаях.)

А удар какой - упругий, неупругий, что-то промежуточное?
Потому что при неупругом ударе человека, налетевшего на неподвижный автобус, по идее вообще не будет отбрасывать на асфальт; а при упругом отбросит, но не с почти нулевой скоростью, а как мячик от стенки отскакивает.

И откуда вообще следует, какой будет тип удара? Или бывает по-разному? Например, в более реалистичной ситуации, когда человек сбит движущейся машиной, я могу интуитивно представить себе и так, что он просто угодит под колёса (неупругий удар), и так что его отбросит на несколько метров прочь (упругий удар). Или второй вариант всё же реалистичнее?

[Cos(x-pi/2)]

Надо бы поэкспериментировать...

[Mikhail_K]

Уточню: я понял так что $v$ достаточно большое, ближе к естественной скорости автобуса, чем к естественной скорости человека. А на самом деле, какой она предполагалась? И зависит ли тип удара от значения $v$? Интуитивно, можно предположить, что чем больше $v$, тем более упругий будет удар - но так ли это?

[Munin]

Mikhail_K в сообщении #1133144 писал(а):

А удар какой - упругий, неупругий, что-то промежуточное?

Удар человека об автобус - неупругий, конечно же. Как мокрой тряпки или мешка с песком.

Mikhail_K в сообщении #1133144 писал(а):

И откуда вообще следует, какой будет тип удара? Или бывает по-разному?

Это следует из того, из какого вещества человек устроен. И автобус.
1. Человек гораздо менее прочен, чем автобус. Например, автомобиль с автомобилем сталкиваются так, что разрушаются оба. А вот при столкновении человека с автомобилем, автомобиль остаётся цел. Так что автобус можно аппроксимировать как твёрдое тело.
2. Человек состоит из мяса и костей. Мясо - это гель, твёрдофазная (сравнительно мягкая) матрица, пропитанная жидкостью. Оценить, насколько упруго сталкивается мясо, можно, если шмякнуть куском говядины об стол (размороженным). А кости сами по себе были бы упругими, но мешают два фактора:
- кости находятся внутри мяса (внутренний скелет, а не внешний);
- на больших скоростях столкновения кости довольно легко ломаются. А это опять неупругий удар.

В принципе, у человека есть голова, которая наоборот, как будто имеет внешний скелет. То есть, удар конкретно головы может быть довольно упругим (пока кости не ломаются). Но в целом это мало что изменит, голова прикреплена к остальному телу, и составляет малую долю общей массы.

Mikhail_K в сообщении #1133144 писал(а):

Например, в более реалистичной ситуации, когда человек сбит движущейся машиной, я могу интуитивно представить себе и так, что он просто угодит под колёса (неупругий удар), и так что его отбросит на несколько метров прочь (упругий удар). Или второй вариант всё же реалистичнее?

Если человека отбрасывает, то не потому что удар упругий, а потому что срабатывает малая доля упругости, которая в ударе всё-таки имеет место. Человек приобретает скорость автомобиля, но почти, примерно. Небольшой добавочной скорости хватает, чтобы отлететь. Тем более что и сам автомобиль часто тормозит в этот момент.

Попадание под колёса сразу - затруднительно, для этого надо лежать на земле. Реалистичнее, когда удар неупругий, человек останавливается относительно машины, не может стоять, и падает вниз, и тогда автомобиль его переезжает. Тот же эффект будет, если при мало-упругом ударе человека отбрасывает прямо вперёд, и вниз на асфальт (не забудем, что об асфальт трение никуда не девается), а автомобиль не успевает затормозить.

-- 21.06.2016 15:50:59 --

Cos(x-pi/2) в сообщении #1133153 писал(а):

Надо бы поэкспериментировать...

Да экспериментов на эту тему море. На манекенах, конечно. Но механические свойства манекенов пытаются делать реалистичнее.

Mikhail_K в сообщении #1133155 писал(а):

Интуитивно, можно предположить, что чем больше $v$, тем более упругий будет удар - но так ли это?

Скорее, наоборот: чем больше $v,$ тем больше разрушений в теле, и тем меньше упругость.

[Xey]

Видимо перпендикулярная движению составляющая возникает из-за округлой формы транспортного средства, тело некоторое время соскальзывает по наклонной плоскости.
Во время этого скольжения сила трения толкает тело вперед.

[Mikhail_K]

Munin, ага, ясно.

[Dan B-Yallay]

Munin в сообщении #1133157 писал(а):

Удар человека об автобус - неупругий, конечно же. Как мокрой тряпки или мешка с песком.

В общем случае это неверно. Многое зависит от скорости столкновения.
ссылка удалена

profrotter:
По ссылке был ролик-mix на youtube.com о том, как сбивают детей автомобили. Примерно 4 минуты.

[Dan B-Yallay]

Mikhail_K в сообщении #1133155 писал(а):

И зависит ли тип удара от значения $v$? Интуитивно, можно предположить, что чем больше $v$, тем более упругий будет удар - но так ли это?

Моё умозрительное сяо (дисклеймер для особенно придирчивых участников):

На мой взгляд, на малых и небольших скоростях (5-40 км/ч) удар в основном более упругий, особенно если в удар вовлекается на верхняя часть тела. Возможно, на таких скоростях, содержимое грудной клетки (лёгкие), запертое в относительно гибком и упругом рёберном панцире играет роль воздуха в теннисном шарике. Конечно же, при скорости больше некоторой критической, это всё уже не работает: кости просто ломаются етс. и удар ближе к неупругому - как уже отмечено ранее, тело ведет себя при столкновении как мокрая тряпка или мешок с песком.

[Munin]

Dan B-Yallay в сообщении #1133194 писал(а):

В общем случае это неверно. Многое зависит от скорости столкновения.
Доказательствa для неслабонервных

Видимо, на Ютубе искать вы умеете, а вот читать - нет.

Munin в сообщении #1133157 писал(а):

Если человека отбрасывает, то не потому что удар упругий, а потому что срабатывает малая доля упругости, которая в ударе всё-таки имеет место. ... Тем более что и сам автомобиль часто тормозит в этот момент.

-- 21.06.2016 19:45:30 --

Dan B-Yallay в сообщении #1133208 писал(а):

Возможно, на таких скоростях, содержимое грудной клетки (лёгкие), запертое в относительно гибком и упругом рёберном панцире играет роль воздуха в теннисном шарике.

В отличие от теннисного мячика, лёгкие открыты. Если вас когда-нибудь били, вы это должны знать хорошо на практике.