Номер 9.2, страница 47 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

IX. Основы динамики - номер 9.2, страница 47.

Условие.

9.2 Для чего в автомобиле предназначены ремни безопасности, детские кресла?

Решение.

Ремни безопасности и детские кресла в автомобиле являются ключевыми элементами пассивной безопасности. Их основная задача — защитить водителя и пассажиров от травм, которые могут возникнуть при резком торможении, столкновении или опрокидывании автомобиля. Принцип их действия основан на фундаментальном физическом явлении — инерции.

Согласно первому закону Ньютона (закону инерции), любое тело стремится сохранить свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Когда автомобиль движется, все, что находится внутри него, включая людей, движется с той же скоростью. Если автомобиль резко останавливается, например, при столкновении, то тело человека по инерции продолжает двигаться вперед с прежней скоростью. Без удерживающих устройств это движение закончится ударом о внутренние части автомобиля: руль, приборную панель, лобовое стекло, что может привести к тяжелейшим травмам или смерти.

Ремни безопасности

Ремень безопасности — это устройство, которое при резкой остановке автомобиля прикладывает к телу человека силу, противодействующую его движению по инерции. Он удерживает человека в кресле, не давая ему вылететь вперед. Важнейшая функция ремня — это увеличение времени, за которое тело человека останавливается. Материал ремня обладает способностью немного растягиваться, что позволяет погасить кинетическую энергию пассажира более плавно. Это критически важно, так как сила удара обратно пропорциональна времени его действия. Согласно формуле импульса силы, $F \cdot \Delta t = \Delta p$, где $\text{F}$ — это сила, действующая на тело, $\Delta t$ — промежуток времени, в течение которого она действует, а $\Delta p$ — изменение импульса тела. При одном и том же изменении импульса (от скорости автомобиля до нуля), увеличивая время остановки $\Delta t$, ремень значительно уменьшает пиковую силу $\text{F}$, действующую на человека. Кроме того, ремень распределяет эту силу по наиболее прочным частям тела — грудной клетке и тазу.

Ответ: Ремни безопасности предназначены для того, чтобы удержать человека в кресле при аварии или резком торможении, предотвращая его движение вперед по инерции и столкновение с элементами салона. Они снижают силу удара за счет увеличения времени остановки тела и распределения нагрузки на прочные части скелета.

Детские кресла

Штатные ремни безопасности спроектированы для взрослых пассажиров определенного роста и комплекции. Для детей они не только неэффективны, но и опасны. У ребенка ремень может проходить по шее или животу, что при столкновении способно вызвать удушение или серьезные травмы внутренних органов. Детские кресла и бустеры решают эту проблему. Они выполняют несколько функций:
1. Правильно позиционируют ребенка в салоне автомобиля.
2. С помощью собственных пятиточечных ремней (в креслах) или специальных направляющих (в бустерах) обеспечивают прохождение штатного ремня по прочным частям тела ребенка — плечам и тазовым костям.
3. Конструкция кресла с боковой защитой оберегает голову и туловище ребенка при боковых ударах.
4. Автолюльки для новорожденных, устанавливаемые против хода движения, обеспечивают максимальную защиту головы и неокрепшей шеи младенца при лобовом столкновении, распределяя силу удара по всей спине.

Ответ: Детские кресла предназначены для безопасной перевозки детей в автомобиле. Они адаптируют штатную систему безопасности под рост, вес и особенности строения детского организма, обеспечивая правильное положение ремней и дополнительную защиту головы и туловища, что критически важно для предотвращения травм в случае ДТП.