Volevo sapere quale energia, quali forze e accelerazioni si hanno durante un incidente con l’auto; almeno in linea teorica quali sono e come si calcolano le grandezze in gioco?

L’energia
in gioco e’ sostanzialmente quella cinetica associata alla massa totale
in moto (si puo’ trascurare la rotazione delle ruote) Le forze e le accelerazioni
in gioco sono principalmente determinate dalle modalita’ dell’incidente
oltre che dai materiali coinvolti nell’urto (sia nella vettura/e incidente/i,
sia nell’eventuale ostacolo fermo)

Mi spiego meglio:
(modalita’) (a parita’ di materiali)
in un urto frontale tra due vetture o tra una vettura ed un ostacolo fisso
praticamente tutta l’energia cinetica iniziale 0.5Mv^2 viene dissipata
in deformazioni plastiche dei materiali in tempo breve e implica quindi
grande potenza, e le accelerazioni e forze coinvolte sono massime.
In urto fuori asse parte dell’energia iniziale traslazionale si converte
in rotazionale che viene poi dissipata piu’ lentamente (potenza minore)
e quindi accelerazioni e forze minori.

(materiali) (a parita’ di modalita’)
le parti del veicolo e dell’ostacolo coinvolte nell’urto possono deformarsi
gradualmente, allungando il tempo di collisione, oppure rapidamente: in
questo secondo caso la potenza coinvolta nell’urto e’ maggiore.
Di qui gli studi su come costruire frontali di vetture capaci di deformarsi
progressivamente sotto sforzo.

I calcoli si possono fare e sono facili in teoria facili, difficili in
pratica.
Se si assume una accelerazione media costante durante il tempo tau di
collisione, nel caso di urto frontale, con oggetti fermi alla fine:
a=v/tau (v velocita’ relativa all’impatto)
forza media F=Ma=Mv/tau (che si puo’ ricavare anche come forza impulsiva
costante il cui integrale Ftau vale la variazione di quantita’ di moto
Mv).
Esempi pratici con questo schema sono facili da fare in funzione di tau.
Si vede che le accelerazioni possono superare facilmente il centinaio
di g.

Ma si tratta ovviamente di una schematizzazione grossolana.
Dato che le deformazioni non portano mai ad una accelerazione costante
e che non e’ facile stimare il tempo di collisione. Se poi l’urto non
e’ frontale le cose cambiano come si e’ detto sopra.

Per quanto ne so: la difficolta’ di fare teorie dettagliate credibili
ha spinto a costruire modelli in scala 1:1 (con sensori di accelerazione)
che si fanno collidere per simulare gli incidenti piu’ frequenti.
I dati sperimentali raccolti consentono di ipotizzare gli effetti estrapolando
a situazioni simili.