Newtonin lakien avulla karsitaan pois vääriä auto-onnettomuusvaatimuksia PlatoBlockchain Data Intelligence. Pystysuuntainen haku. Ai.

Newtonin lakien käyttö karsimaan vääriä auto-onnettomuusväitteitä

Otettu elokuun 2022 numerosta Fysiikan maailma, jossa se esiintyi otsikon alla "Newtonin lait ja auto-onnettomuusvaatimukset". Fysiikan instituutin jäsenet voivat nauttia koko numerosta kautta Fysiikan maailma sovelluksen.

Huijarit yrittävät rutiininomaisesti ansaita rahaa teeskentelemällä loukkaantuneensa liikenneonnettomuuksissa. Mutta kuten Michael Hall selittää, yksinkertainen newtonilainen fysiikka voi paljastaa, mitkä väitteet ovat aitoja ja mitkä vääriä

On selkeä aurinkoinen päivä ja bussi ajaa tiellä. Se pysähtyy bussipysäkille ja joukko miehiä nousee kyytiin. Liikkuessaan liikkeelle kuljettaja huomaa auton ajavan bussin taakse, mutta se välttää ilmeiset ohitusmahdollisuudet. Yhtäkkiä auto kiihtyy ja törmää linja-auton takaosaan. CCTV-tallenteet osoittavat, että kyytiin noussut ryhmä tarttui kaulaansa ja katselee ympärilleen ilmeisen hämmästyneenä. Kaksi heistä jopa heittäytyy bussin lattialle.

Muut matkustajat tuskin rekisteröivät törmäystä, ja jotkut heistä näyttävät olevan hämmentyneitä miesten touhuista. Itse asiassa linja-autoon asennetut tallentimet osoittavat sen kulkevan vain 25 km/h onnettomuuden sattuessa. Linja-autoyhtiön vakuutuksenantajat saavat useita korvauksia vammoista, ansionmenetyksistä ja elämäntapavaikutuksista. Mutta videotodisteita katsoessaan vakuutuksenantajat eivät ole vakuuttuneita väitteistä.

Vaikka videotallenteet viittaavat petokseen, ne eivät välttämättä yksin riitä vakuuttamaan tuomaria siviilioikeudessa. Vakuutuksenantajat siis ohjeistavat GBB – yritys, jossa työskentelen – tutkia. Tehtävänämme on käyttää tieteeseen perustuvaa analyysiä, joka on osa laajempaa onnettomuustutkijan oikeuslääkettä. Analyysimme on oltava puolueeton ja vesitiivis, jotta se kestää ristiintutkimuksen tarkastelun.

Onneksi meillä on tiedot väylän sisäisestä tapahtumatietojen tallentamisesta väylän kiihtyvyyden ja ajan funktiona kuvaajana. Yksinkertainen newtonilainen fysiikka osoittaa, että linja-auto olisi muuttanut nopeutta enintään 1.5 km/h törmäyksen aikana. Vaikka epävarmuus on 20%, se on selvästi alle loukkaantumisrajan, ja mielestämme miehet eivät todennäköisesti loukkaantuneet. Mitä tulee autoon, sen massa oli kahdeksasosa bussista, joten sen nopeus olisi muuttunut noin 12 km/h, mikä vastasi vaurioita.

Mikä huijaus!

Tapaus hylättiin aivan oikein, mutta tämän kaltaiset väärennetyt väitteet ovat suuri ongelma. Mukaan Yhdistyneen kuningaskunnan vakuutuspetostoimistoBritanniassa tehtiin 2.7 miljoonaa liikennevakuutuskorvausta lokakuun 2019 ja vuoden 2020 lopun välisenä aikana. Yli 6 % – noin 170,000 XNUMX – liittyi epäiltyihin "käteisonnettomuuksiin". Monet niistä ovat luoneet suhteellisen pieni määrä yrityksiä tai ryhmiä, ja monet vältivät oikeuden syytteeseenpanosta kokonaan.

Näissä tapahtumissa kuljettajat yrittävät huijata vakuutusyhtiöitä tekemällä tietoisesti ja harkitusti kolarissa, jossa usein viaton osapuoli on mukana toisessa ajoneuvossa. Huijarit yrittävät rajoittaa kolarin suuruutta – yleensä ajamalla suhteellisen alhaisilla nopeuksilla – niin, ettei kukaan tekijöistä loukkaantuisi. Yleensä he eivät kuitenkaan välitä siitä, mitä tapahtuu toisessa ajoneuvossa oleville viattomille osapuolille.

Ajoneuvoille aiheutuneet vahingot ovat aitoja (vaikka osa on saattanut johtua aikaisemmista tapauksista), mutta kantajat valehtelevat sanoessaan loukkaantuneensa. Rikolliset – jotka työskentelevät usein yhteistyössä kolmansien osapuolten kanssa – voivat tienata kymmeniä tuhansia puntia vaatimalla vammoja, korjauslaskuja (jotka ovat usein liioiteltuja) ja varastointikuluja. On olemassa myös toisenlainen huijaus, jossa todelliseen ja harkitsemattomaan hitaalla nopeudella törmäykseen joutuneet kuljettajat hakevat kuvitteellista vammaa vain siksi, että "kaikki tekevät niin".

Poliisia ei yleensä kutsuta kumpaankaan tapaukseen, koska niihin ei yleensä liity vakavia henkilövahinkoja tai suuria omaisuusvahinkoja (seinät, talot, valaisinpylväät ja niin edelleen). Itse asiassa vakuutuksenantajat ratkaisevat useimmat korvaukset nopeasti, joilla ei ole resursseja tarkistaa jokaista korvausta. Kuitenkin näistä väärennetyistä vaateista aiheutuvat kustannukset – mukaan lukien lääketieteelliset kulut, auton korjaukset, vaihtovuokra-autot ja niin edelleen – joutuu satoihin miljooniin punteihin pelkästään Isossa-Britanniassa.

Siksi pieni osa tapauksista selviää, varsinkin jos onnettomuuden olosuhteet eivät ole selvillä, jos vaatimus vaikuttaa liioitellulta tai jos on epäilyksiä petoksesta. (Toinen esimerkki on kuvassa 1.) Törmäystutkijat tarkastavat ajoneuvojen vauriot joko henkilökohtaisesti tai valokuvien perusteella ja yrittävät vastata seuraaviin kysymyksiin.

  • Törmäsivätkö ajoneuvot todella toisiinsa?
  • Onko kantajan tai vastaajan kuvaama onnettomuusgeometria yhdenmukainen molempien ajoneuvojen vaurioiden kanssa?
  • Onko vaurioita, kuten maalin siirtoa, joka muodostaa rikosteknisen yhteyden ajoneuvojen välillä?
  • Onko olemassa muita vahinkoja, jotka ovat saattaneet aiheutua toisesta asiaan liittymättömästä tapahtumasta?
  • Mitkä mahtaa olla korjauskustannukset?
  • Kuinka todennäköistä on, että kantajan ajoneuvon matkustajat lenkkeivät autossa niin, että heille aiheutui piiska- tai muita pehmytkudosvammoja?

Ongelmana on, että piiskaisku ja vastaavat fyysiset vammat on helppo väärentää, koska ei ole olemassa diagnostisia työkaluja, kuten röntgenkuvauksia, jotka voisivat yksiselitteisesti vahvistaa, että tällainen vamma on tapahtunut. Kokemus on osoittanut, että onnettomuustutkijan raportin selkeällä ja ytimekkäällä "tieteellisellä" osalla voi olla paljon painoarvoa tuomareille, jotka päättävät, onko väite väärennetty vai aito. Newtonin lakeihin perustuvien laskelmien lisäksi raportissa voi olla myös tietoja törmäystesteistä ja mahdollisesti jopa tietokonesimulaatiosta törmäyksestä.

Törmäysfysiikan pikakurssi

Esineiden väliset törmäykset ovat osa koulun fysiikan opetusohjelmia, mutta aiheeseen liittyy enemmän kuin miltä näyttää. Tiedät, että kun kaksi ajoneuvoa törmäävät toisiinsa, voima vaikuttaa niiden välille kosketuksen ajan, tyypillisesti noin 0.1 s. Voima ei kuitenkaan ole tasainen. Kokeellisissa törmäystesteissä ajoneuvoihin asennetuilla kiihtyvyysantureilla tehdyt mittaukset paljastavat epätasaisen pulssin, joka huipentuu noin törmäyksen puolivälissä (kuva 2).

Kuten Newtonin toinen ja kolmas liikelaki määräävät, törmätty tai "kohde" ajoneuvo kokee positiivisen version tästä pulssista (saattaa sen kiihtymään), kun taas iskevä tai "luoti" ajoneuvo kokee negatiivisen version tästä pulssista (aiheuttaa se hidastaa).

Itse törmäyksen aikana nämä kaksi ajoneuvoa takertuvat ja muodostavat hetkeksi yhdistelmäjärjestelmän. Ajoneuvot puristavat aluksi yhteen, ennen kuin ne laajenevat joustaessaan elastisesti erilleen ja sitten lopulta irtautuessaan.

Valokuva yhdestä autosta, joka on ohitettu toisen perään, ja kaavio, joka näyttää tämäntyyppisen törmäyksen voimat

Kaksi samanlaista törmäystä ei kuitenkaan koskaan ole. Toinen tai molemmat kuljettajat saattavat painaa jarrujaan. Törmätty ajoneuvo saattoi olla paikallaan ja käsijarru päällä. Luotiajoneuvo saattoi olla levossa ja toinen kuljettaja peruuttanut siihen. Yksi yleinen huijaus on se, että hitaasti liikkuvan ajoneuvon kuljettaja jarruttaa voimakkaasti ja toivoo, että takana oleva ajoneuvo törmää hänen taakseen. Melko usein huijarin auton jarruvalot irrotetaan, mikä hämmentää takana olevaa kuljettajaa ja lisää törmäyksen todennäköisyyttä.

Yksi huijaus on se, että ajoneuvon kuljettaja jarruttaa voimakkaasti ja toivoo, että takana oleva ajoneuvo törmää hänen taakseen.

Jos auto osuu autoosi takaapäin – etkä voi välttää törmäystä – voit tehdä kaksi asiaa. Jos haluat minimoida arvokkaalle autollesi aiheutuvat vahingot, älä jarruta. Jarruttamatta jättäminen johtaa pienempään törmäysvoimaan, mikä tekee törmäyksestä hieman elastisemman ja vähentää arvokasta omaisuuttasi. (Muista kuitenkin, että jos edessä on toinen ajoneuvo, saatat joutua sen taakse, mikä johtaa kolmen kehon törmäykseen ja erilliseen vakuutuskorvaukseen ja kaikkiin siihen liittyviin päänsäryihin.)

Toisaalta, jos haluat minimoida itsesi ja muiden matkustajien loukkaantumisriskin, paina jarrua niin lujasti kuin pystyt. Se saattaa tuntua intuitiiviselta, koska törmäysvoima on suurempi. Sitä vastustaa kuitenkin jarrutusvoima, joka vähentää kenen tahansa autossasi olevan kiihtyvyyttä ja siten esimerkiksi piiskaniskun mahdollisuutta. Toivotaan kuitenkin, että takana oleva kuljettaja ei ole huijari aiheuttamaan kolarin: ihannemaailmassa hekin jarruttaisivat.

Merkitys e

Newtonin mekaniikka tarjoaa törmäystutkijoille joukon käteviä yhtälöitä, jotka kattavat suuret, kuten keskimääräisen törmäysvoiman (jarrutuksen kanssa tai ilman), kohdeajoneuvon nopeuden muutoksen ja hajaantuneen liike-energian, joka määrää, kuinka paljon ajoneuvot vaurioituvat. Nämä yhtälöt vaativat kunkin ajoneuvon massan, suhteellisen törmäysnopeuden (V), palautuskerroin (e), törmäyksen aikajakso (Δt) ja mahdolliset jarrutuskertoimet.

Määritelty kahden ajoneuvon suhteellisen nopeuden suhteeksi ennen ja jälkeen törmäystä, e on myös törmäyksen joustavuuden mitta. Se voi vaihdella 1:stä täysin elastiselle törmäykselle (mahdoton todellisessa törmäyksessä) 0:aan täysin joustamattomaan törmäykseen (jossa ajoneuvot tarttuvat yhteen eivätkä ponnahda erilleen). Arvo e on ratkaiseva, koska se sanelee kohdeajoneuvon yleisen nopeuden muutoksen, mikä puolestaan ​​vaikuttaa siihen, kuinka todennäköisesti pienillä nopeuksilla (15 km/h tai vähemmän) törmännyt matkustaja kärsii piiskaniskusta tai muista pehmytkudosoireista.

Syy siihen, miksi törmäystutkijat käyttävät nopeuden muutosta – kiihtyvyyden tai voiman sijaan – mittarina loukkaantumisoireiden arvioinnissa on se, että sen arvo voidaan määrittää tarkasti. Sitä vastoin autokolarissa kiihtyvyyteen liittyy paljon suurempi epävarmuus, koska se riippuu Δt, josta meillä ei ole tarkkaa lukua. Kun tiedämme nopeuden muutokset, voimme myös määrittää, mitä tapahtuu auton liike-energialle sen törmäyksessä (kuva 3).

Kaavio pienestä ajoneuvosta, joka siirtyy suurempaan, ja kaaviot osoittavat nopeuden ja energian siirtymät tämäntyyppisessä törmäyksessä

Mutta mistä tiedämme nopeuden muutoksen tietyssä kolarissa? Törmäystutkijat tekevät tämän tarkastelemalla kontrolloiduissa olosuhteissa suoritettuja kolareita, jotka sisältävät kvantitatiivisia tietoja sekä valokuvia kolhiin tulleista ajoneuvoista. Etsimme esimerkkejä, joissa kyseessä olevaan tapaukseen on aiheutettu vastaavia vahinkoja, joista voimme arvioida, kuinka nopeasti ajoneuvot liikkuivat ennen törmäystä. Matemaattiset korrelaatiot välillä Δt (joka vaihtelee vähän törmäysnopeuden mukaan) ja e (joka riippuu paljon törmäysnopeudesta) käytetään tarkentamaan arviota e, josta nopeuden muutos voidaan johtaa.

Toinen tapa arvioida nopeuden muutos on etsiä kineettistä energiaa, joka hävisi samanlaisen testitörmäyksen aikana. Newtonin fysiikkaa käyttämällä voimme laskea tämän energian törmäysnopeuden olettaen, että törmäyksemme oli täysin joustamaton (ts. e = 0). Todellisuudessa, e ei ole täsmälleen 0, joten saamme siitä tarkemman arvon iteroimalla laskelmia, kunnes törmäysnopeus konvergoi noin 1 km/h:n tarkkuuteen. Meidän parempi arvo e, voimme sitten helposti laskea nopeuden muutoksen.

Törmäystutkija, jolla on kohtuullinen arvo palautuskertoimelle, e, voi arvioida hitaan vaatimuksen ansioita.

Tärkeintä on, että törmäystutkija, jolla on kohtuullinen arvo e voi arvioida hitaan vaatimuksen ansioita. Valitettavasti ajoneuvojen törmäykset ovat epälineaarisia tapahtumia, joissa pienet muutokset alkuolosuhteissa (kuten nopeus, kosketuskorkeus ja kulma, jossa autot törmäävät toisiinsa) aiheuttavat suuria muutoksia e ja Δt. Mikään kaksi törmäystestiä ei ole koskaan täysin samanlainen, ja molempien parametrien arvossa on suuri hajonta, mikä johtaa jopa 30 %:n epävarmuuksiin törmäysvoiman lasketussa arvossa (itse asiassa yhtälöt ovat paljon herkempiä epävarmuustekijöille sisään Δt kuin vuonna e).

Vaatimukset ja vastavaatimukset

Saadakseen selville, mitä tämä käytännössä tarkoittaa, yritystäni pyydettiin kerran tutkimaan kolari, jossa auto A (1370 kg) törmäsi liikennevaloissa odottavan auton B (1645 kg) takaosaan. B:n kuljettaja väitti saaneensa piiskaiskuvamman, kun taas A ilmoitti, että hän oli "tuskin koskenut" autoon B. Yrityksemme tarkasti auton B vauriot, jotka vastaavat A:n autosta kuvissa näkyviä vaurioita. Tämän jälkeen verrasimme vaurioita vastaavien ajoneuvojen törmäystestitietoihin, mikä osoitti, että molempien ajoneuvojen kokonaisvauriot olisivat vaatineet 3 ± 1 kJ liike-energiaa.

Newtonilaista mekaniikkaa käyttäen laskettiin, että törmäysajoneuvojen tehollinen massa oli 747 kg, kun törmäysnopeus (olettaen täydellisesti elastisesta törmäyksestä) olisi ollut 10.8 km/h. Törmäystestitietojen perusteella oletimme, että törmäys kesti 0.12 s, mikä johti törmäysvoimaan ± 25.0 kN. Tästä Newtonin toinen laki antoi 15.2 m/s kiihtyvyyden2, jolloin nopeuden muutos on 5.6–7.4 km/h.

Auton A nopeuden muutos on pehmytkudosvaurion kynnyksen alapuolella. Itse asiassa mikä tahansa jarrutus olisi vähentänyt näitä nopeuden muutoksia entisestään. Joten GBB:n tutkijan mielestä, kuten oikeuslääketieteen raportissa ilmaistaan, mikään epätavallinen matkustajien liike oli epätodennäköistä. Tällä perusteella B:n vahinkovaatimus hylättiin ja vakuutusyhtiö välttyi petokselta.

Ole parempi kuljettaja

Viime kädessä saatat joutua kolariin ilman omaa syytäsi, ja paras tapasi on yrittää välttää törmäyksiä ensin ajamalla nopeusrajoituksen sisällä, hidastamalla vauhtia märkänä ja pitämällä riittävän etäisyyden edessä olevaan autoon. . Mutta jos olet osallisena törmäyksessä, muista, että se, mitä tapahtuu, sanelee yksinkertainen Newtonin liikelakien soveltaminen. Pätevä törmäystutkija, jolla on riittävät tiedot matematiikasta ja fysiikasta, pystyy kommentoimaan minkä tahansa väitteen paikkansapitävyyttä. Joten jos tapauksesi päätyy tuomarin käsittelyyn, voit olla varma, että sinulla on tiedettä puolellasi.

Aikaleima:

Lisää aiheesta Fysiikan maailma