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Los cinturones de seguridad y la segunda ley de Newton - importancia, características



Las tres leyes de Newton del movimiento son todas las leyes físicas centralizadas en las relaciones entre: fuerza, velocidad, masa y aceleración. La segunda ley de Newton se puede aplicar para comprender la eficacia del uso de cinturones de seguridad para evitar lesiones y muertes durante los accidentes.
Importancia
La segunda ley del movimiento de Newton es la mas poderosa e influyente de las tres de Newton por la ecuación que proporciona y los calculos cuantitativos que abarca, en lugar de las leyes que son sólo una declaración o idea.
Hechos
La segunda ley de Newton se centraliza en la relación entre: masa, aceleración y fuerza de un objeto. Esta relación se expresa mediante la siguiente ecuación: fuerza = masa x aceleración.


Características
Al aplicar la segunda ley de Newton del movimiento a los accidentes de trafico y al uso del cinturón de seguridad, la fuerza externa neta que se ejerce sobre el cuerpo de un pasajero es la masa del vehículo multiplicada por su aceleración.
Beneficios
El uso adecuado de un cinturón de seguridad reduce la fuerza externa de un accidente y dispersa la inercia inicial de la colisión a lo largo de todo el cuerpo.
Precaución
Si no se utiliza el cinturón de seguridad, la aceleración del pasajerojunto a la desaceleración del vehículo, aumenta la aceleración total. Cuando esa aceleración total se multiplica por una masa tan grande, incluso un pequeño cambio en la aceleración resulta en un gran aumento de la fuerza que se aplica a la víctima del accidente.
Ejemplo; (con la ley de la inercia

Cuando vas en el autobús y frena bruscamente todos se van hacia delante porque los cuerpo en mov. tienden a seguir en mov. y los que estan en reposo tienden a seguir en el. 
F=ma (F=fuerza, m = masa, a = aceleracion) la fuerza es directamente proporcional a la masa y a la aceleración y la masa y inversamente proporcional a la aceleracioón. 
Lo que inmediatamente relacionas con el cinturon porque este nos revela aún mas su importancia al mantenernos fijos en un lugar debido a las fuerzas que nos mueven bruscamente c: 

El airbag junto al cinturón de seguridad es un elemento de seguridad pasiva, aunque este último es de uso obligatorio en cualquier automóvil; por eso su presencia se ha hecho común, hasta el punto de que tal vez no nos demos cuenta de lo importante que es su uso. 

Se estima que en caso de impacto el cinturón de seguridad puede reducir el riesgo de muerte para los ocupantes de los asientos delanteros en un 50%. 

Resulta sorprendente que en caso de accidente nuestra vida pueda dependerdel uso correcto de un objeto en apariencia tan sencillo. ¿Pero qué hace realmente el cinturón de seguridad y por qué es tan importante? 

Observa el comportamiento de tu cuerpo cuando viajas en coche o en autobús: al arrancar tiendes a seguir parado, al frenar tiendes a seguir en movimiento.
El objetivo de un cinturón de seguridad es sencillo: evita que salgamos disparados por el parabrisas en caso de que el automóvil sufra una parada repentina como resultado de una colisión, de un frenazo brusco, etc. Pero ¿por qué nuestro cuerpo sigue en movimiento cuando el coche se para? La respuesta a esa
En caso de no llevar el cinturón de seguridad abrochado, los ocupantes de la parte trasera de un vehículo que circulara a 100 km/h impactarían sobre los de delante con el peso equivalente al de un elefante.
pregunta tiene que ver con la inercia. 

La inercia se podría definir como la tendencia de un cuerpo a mantenerse en movimiento hasta que alguna acción externa lo altere. Es decir, la inercia de un cuerpo podría entenderse como la resistencia de ese cuerpo a cambiar la velocidad y dirección de su marcha. 
Si un coche avanza a 100 km/h, su tendencia sera la de continuar su marcha en línea recta y a esa misma velocidad. Para poder 'dominar' dicha tendencia o inercia el conductor necesita usar la fuerza delmotor, de los frenos y de la fricción de los neumaticos con la carretera.

Todos los objetos que viajan dentro del automóvil tienen su propia inercia, la cual es independiente del estado de movimiento del coche. Por ese motivo, cuando un coche toma una curva bruscamente sentimos que nos vamos a un lado; realmente lo que sucede es que el coche gira y nosotros tendemos a seguir en línea recta. También debido a la inercia, cuando un coche frena sentimos una fuerza que nos echa hacia delante; realmente lo que sentimos es nuestra tendencia a seguir en movimiento. 

Cuando viajamos en un automóvil que se desplaza suavemente a 100 km/h tenemos la sensación de que nuestro movimiento esta ligado al del coche, pero dicha percepción es errónea. Si, por desgracia, el coche se saliera de la carretera y chocara contra un arbol, el automóvil sufriría una parada repentina. Sin cinturón de seguridad, nuestro cuerpo mantendría la misma velocidad que antes del choque; es decir, continuaríamos nuestra marcha a 100 km/h hasta que el parabrisas, el salpicadero, o el propio asfalto nos frenara bruscamente ejerciendo una fuerza tremenda sobre nuestro cuerpo. Si el coche es frenado bruscamente por cualquier motivo, algo debe de ejercer una fuerza sobre sus ocupantes con el fin pararlos. Dependiendo de dónde y cómo se aplique dichafuerza, los efectos van desde una muerte instantanea a la posibilidad de salir andando sanos y salvos. 

Cuanto mas bruscamente se produzca la parada de los ocupantes, mayor sera la fuerza que tendran que soportar y el riesgo de lesiones. Si fuera posible frenar mas lentamente el movimiento de los ocupantes, también sería menor la fuerza que tendrían que soportar sus cuerpos. Si, ademas, aplicamos dicha fuerza no en un punto, sino distribuida a lo largo de las zonas mas resistentes del cuerpo, menor sera la presión y menor el riesgo de lesiones. Éste es, precisamente, el objetivo del cinturón de seguridad. 

Cuando el cinturón de seguridad es llevado correctamente, la mayor parte de la fuerza de retención sera aplicada sobre dos zonas del cuerpo resistentes, como son el pecho y la pelvis. Como el cinturón se extiende a lo largo de un area amplia del cuerpo, la fuerza de retención se distribuye, dando lugar a una menor presión y, por tanto, reduciendo la posibilidad de daños. De modo adicional, el cinturón es ligeramente flexible, de forma que en caso de impacto se extiende un poco; esto permite que la parada no sea brusca, sino progresiva, lo cual se traduce en una menor fuerza de retención. 



Cuando el fulminante detona el gas se inflama, la explosión hace crecer la presión empujando el pistón y esteal avanzar hace girar el carrete del cinturón.
Los pretensores son dispositivos que tienen como fin ceñir el cinturón lo mas posible al cuerpo del viajero en caso de colisión. Estos sistemas actúan dando un tirón al cinturón, de modo que se evite la mas mínima holgura en el momento de la colisión. 

Existen diferentes mecanismos con los cuales tensar el cinturón. Uno de los mas extendidos es el pretensor pirotécnico, cuyo funcionamiento aparece en el siguiente esquema. 

El elemento principal de este tipo de pretensores es una camara llena de gas combustible, en la cual se aloja una pequeña carga explosiva que actúa como detonador. La camara de gas inflamable se encuentra alojada en un cilindro, en el cual existe un pistón móvil. Cuando el detonador se activa, el gas estalla dando lugar a un fuerte incremento de presión que empuja al pistón. Dicho pistón, al avanzar, hace girar la bobina en la cual esta enrollado el cinturón de seguridad. 
El detonador que pone en funcionamiento todo este sistema es activado por un sensor que detecta la existencia del impacto. 

En resumen, el cinturón de seguridad retiene al cuerpo en caso de impacto evitando que salga lanzado hacia adelante. Da lugar a una deceleración progresiva del cuerpo reduciendo las fuerzas a las que se ve sometido debido al impacto.
 


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