De wetten van Newton gebruiken om valse claims van auto-ongelukken uit te bannen

Het is een heldere, zonnige dag en er rijdt een bus over de weg. Hij komt tot stilstand bij een bushalte en een groep mannen stapt in. Terwijl de chauffeur wegrijdt, ziet hij een auto achter de bus stoppen, maar die vermijdt duidelijke inhaalmogelijkheden. Plots versnelt de auto en botst tegen de achterkant van de bus. Op camerabeelden is te zien hoe de groep die aan boord stapte, hun nek vastgrijpt en ogenschijnlijk verbaasd om zich heen kijkt. Twee van hen werpen zich zelfs op de vloer van de bus.

De aanrijding wordt nauwelijks opgemerkt door andere passagiers, van wie sommigen verbijsterd lijken door de capriolen van de mannen. Uit gegevensrecorders die op de bus zijn gemonteerd, blijkt zelfs dat deze op het moment van het incident amper 25 km/u reed. De verzekeraars van het busbedrijf ontvangen een aantal claims voor letsel, gederfde inkomsten en impact op de levensstijl. Maar bij het bekijken van het videobewijs zijn de verzekeraars niet overtuigd door de claims.

Hoewel de video-opnamen op fraude wijzen, zijn ze alleen niet voldoende om een ​​rechter in een civiele rechtbank te overtuigen. De verzekeraars geven daarom opdracht GBB – het bedrijf waar ik voor werk – om te onderzoeken. Het is onze taak om een ​​op wetenschap gebaseerde analyse te gebruiken die deel zal uitmaken van het forensisch rapport van een bredere ongevallenonderzoeker. Onze analyse moet onpartijdig en waterdicht zijn, zodat ze bestand is tegen kruisverhoor.

Gelukkig hebben we informatie van de ingebouwde datarecorder van de bus, in de vorm van een grafiek van de versnelling van de bus versus de tijd. Eenvoudige Newtoniaanse fysica geeft aan dat de bus tijdens de botsing niet meer dan 1.5 km/u van snelheid zou zijn veranderd. Zelfs met een onzekerheid van 20% is dat ruim onder de blessuredrempel en naar onze mening was het onwaarschijnlijk dat de mannen gewond zouden zijn geraakt. Wat betreft de auto, de massa was een achtste van de bus, dus de snelheid zou met ongeveer 12 km / u zijn veranderd, wat consistent was met de schade eraan.

Wat een oplichterij!

De zaak werd terecht afgewezen, maar valse beweringen zoals deze vormen een groot probleem. Volgens de UK Insurance Fraud Bureau, waren er tussen oktober 2.7 en eind 2019 2020 miljoen autoverzekeringsclaims in Groot-Brittannië. Meer dan 6% – ongeveer 170,000 – hield verband met vermoedelijke “crash for cash”-zwendel. Velen zijn opgericht door een relatief klein aantal bedrijven of bendes, en veel ervan ontlopen gerechtelijke vervolging volledig.

Bij deze incidenten proberen chauffeurs verzekeraars op te lichten door opzettelijk en met voorbedachten rade een auto-ongeluk te veroorzaken, waarbij vaak een onschuldige partij in een ander voertuig betrokken is. De oplichters proberen de omvang van het ongeval te beperken – meestal door met relatief lage snelheden te rijden – zodat geen van de daders gewond raakt. Over het algemeen kan het ze echter niet schelen wat er met de onschuldige partijen in het andere voertuig gebeurt.

De resulterende schade aan de voertuigen is echt (zelfs als sommige zijn veroorzaakt door eerdere incidenten), maar de eisers zullen liegen als ze zeggen dat ze gewond zijn geraakt. Criminelen – die vaak onder een hoedje werken met derden – kunnen tienduizenden ponden verdienen door letselschade, reparatierekeningen (die vaak overdreven zijn) en opslagkosten te claimen. Er is ook een ander soort zwendel, waarbij chauffeurs die betrokken zijn geweest bij een echte en onvoorbedachte aanrijding bij lage snelheid een claim indienen voor een fictieve verwonding alleen maar omdat "iedereen het doet".

De politie wordt meestal niet ingeschakeld bij beide soorten incidenten, aangezien er over het algemeen geen sprake is van ernstig persoonlijk letsel of grote schade aan eigendommen (muren, huizen, lantaarnpalen, enzovoort). In feite worden de meeste claims snel afgehandeld door verzekeraars, die niet over de middelen beschikken om elke claim te controleren. De resulterende kosten van deze nepclaims – inclusief medische kosten, autoreparaties, vervangende huurauto’s enzovoort – alleen al in het VK in de honderden miljoenen ponden loopt.

Daarom wordt een klein deel van de zaken wel onderzocht, vooral als de omstandigheden rond het ongeval niet duidelijk zijn, als een claim overdreven lijkt of als er vermoedens van fraude zijn. (Een ander voorbeeld is te zien in figuur 1.) Aanrijdingsonderzoekers inspecteren de schade aan voertuigen - persoonlijk of op foto's - en proberen de volgende vragen te beantwoorden.

• Zijn de voertuigen daadwerkelijk met elkaar in botsing gekomen?
• Komt de door de eiser of gedaagde beschreven geometrie van het ongeval overeen met de schade aan beide voertuigen?
• Is er schade, zoals verfafzetting, die zorgt voor een forensische link tussen de voertuigen?
• Is er andere schade die mogelijk is veroorzaakt door een ander niet-gerelateerd incident?
• Wat kunnen de reparatiekosten zijn?
• Hoe waarschijnlijk is het dat de inzittenden van het voertuig van eiser zodanig in de auto zijn geslingerd dat een whiplash of ander letsel aan zacht weefsel is ontstaan?

Het probleem is dat whiplash en soortgelijke verwondingen gemakkelijk kunnen worden vervalst omdat er geen diagnostische hulpmiddelen zijn, zoals röntgenscans, die ondubbelzinnig kunnen bevestigen dat een dergelijke verwonding is opgetreden. De ervaring heeft geleerd dat een duidelijk en beknopt 'wetenschappelijk' gedeelte in het rapport van een ongevallenonderzoeker veel gewicht in de schaal kan leggen bij rechters die beslissen of een claim vals of echt is. Naast berekeningen op basis van de wetten van Newton, kan het rapport ook details bevatten van crashtests en mogelijk zelfs een computersimulatie van de botsing.

Een spoedcursus crashfysica

Botsingen tussen objecten zijn een hoofdbestanddeel van schoolfysica-syllabi, maar er is meer aan de hand dan op het eerste gezicht lijkt. U weet dat wanneer twee voertuigen botsen, er een kracht tussen hen werkt gedurende de tijd dat ze contact hebben, meestal ongeveer 0.1 s. De kracht is echter niet uniform. Metingen die zijn uitgevoerd met versnellingsmeters die in experimentele crashtests op voertuigen zijn gemonteerd, laten een onregelmatige puls zien die ongeveer halverwege de crash piekt (figuur 2).

Zoals de tweede en derde bewegingswet van Newton dicteren, zal het geraakte of "doel"-voertuig een positieve versie van deze puls ervaren (waardoor het versnelt), terwijl het slag- of "kogel"-voertuig een negatieve versie van deze puls zal ervaren (waardoor het om te vertragen).

Tijdens de botsing zelf raken de twee voertuigen verstrikt en vormen kortstondig een samengesteld systeem. De voertuigen zullen aanvankelijk samendrukken, voordat ze uitzetten terwijl ze elastisch uit elkaar springen en uiteindelijk uit elkaar gaan.

Geen twee botsingen zijn echter ooit precies hetzelfde. Een of beide bestuurders kunnen hard op de rem trappen. Mogelijk stond het aangereden voertuig stil en stond de handrem erop. Het voertuig met kogels stond mogelijk stil en de andere bestuurder reed er achteruit in. Een veel voorkomende zwendel is dat de bestuurder van een voertuig in langzaam rijdend verkeer hard remt en hoopt dat het voertuig erachter hem achteraan zal raken. Heel vaak worden de remlichten van de auto van de oplichter losgekoppeld om de bestuurder erachter te verwarren en een ongeval waarschijnlijker te maken.

Eén zwendel is voor de bestuurder van een voertuig om hard te remmen en te hopen dat het voertuig erachter tegen hun achterkant aanrijdt.

Als een auto op het punt staat uw auto van achteren te raken – en u kunt de botsing niet vermijden – zijn er twee dingen die u kunt doen. Als u de schade aan uw dierbare auto wilt beperken, rem dan niet. Niet remmen leidt tot een lagere botskracht, waardoor de impact iets elastischer wordt en er minder schade aan uw dierbare bezit ontstaat. (Houd er echter rekening mee dat als er een ander voertuig voor u rijdt, u naar de achterkant kunt worden gerangeerd, wat kan leiden tot een aanrijding met drie lichamen en een afzonderlijke verzekeringsclaim en alle hoofdpijn van dien.)

Aan de andere kant, als je het risico wilt minimaliseren om jezelf en eventuele medepassagiers te verwonden, trap dan zo hard mogelijk op de rem. Dat lijkt misschien contra-intuïtief omdat de botskracht groter zal zijn. Het zal echter worden tegengewerkt door de remkracht, die de acceleratie van iemand in uw auto zal verminderen en dus de kans op bijvoorbeeld een whiplash. Laten we echter hopen dat de bestuurder erachter geen boef is die erop uit is om een ​​crash te veroorzaken: in een ideale wereld zouden ze ook op de rem trappen.

Het belang van e

Voor botsingsonderzoekers biedt Newtoniaanse mechanica een reeks handige vergelijkingen die betrekking hebben op grootheden zoals de gemiddelde botsingskracht (met of zonder remmen), de verandering in snelheid van het doelvoertuig en de gedissipeerde kinetische energie, die bepaalt hoeveel de voertuigen zullen worden beschadigd. Deze vergelijkingen vereisen de massa van elk voertuig, de relatieve botssnelheid (V), de restitutiecoëfficiënt (e), de botsingstijd (Δt) en eventuele remcoëfficiënten.

Gedefinieerd als de verhouding tussen de relatieve snelheid van twee voertuigen voor en na een botsing, e is ook een maat voor de elasticiteit van de crash. Het kan variëren van 1 voor een perfect elastische crash (onmogelijk voor een echte crash) tot 0 voor een volledig onelastische botsing (waarbij de voertuigen aan elkaar blijven plakken en niet uit elkaar springen). De waarde van e is van cruciaal belang omdat het de algehele snelheidsverandering van het doelvoertuig dicteert, wat op zijn beurt van invloed is op de kans dat een inzittende die bij lage snelheden (15 km/u of minder) wordt geraakt, een whiplash of andere symptomen van zacht weefsel krijgt.

De reden waarom botsingsonderzoekers snelheidsverandering gebruiken - in plaats van versnelling of kracht - als maatstaf voor het beoordelen van letselsymptomen, is dat de waarde ervan nauwkeurig kan worden bepaald. Daarentegen is er een veel grotere onzekerheid over de acceleratie tijdens een auto-ongeluk, aangezien deze afhankelijk is van Δt, waarvoor we geen nauwkeurig cijfer hebben. Als we de snelheidsveranderingen kennen, kunnen we ook bepalen wat er gebeurt met de kinetische energie van de auto als deze crasht (figuur 3).

Maar hoe weten we de snelheidsverandering bij een bepaalde crash? Botsingsonderzoekers doen dit door zich te wenden tot testongevallen die onder gecontroleerde omstandigheden zijn uitgevoerd, die zowel kwantitatieve gegevens als foto's van de vernielde voertuigen bevatten. We zoeken naar voorbeelden waarbij vergelijkbare schade is toegebracht aan de betreffende zaak, op basis waarvan we kunnen inschatten hoe snel de voertuigen reden voordat ze botsten. Wiskundige correlaties tussen Δt (die weinig varieert met de botssnelheid) en e (wat sterk afhangt van de botssnelheid) worden gebruikt om de schatting van te verfijnen e, waaruit de snelheidsverandering kan worden afgeleid.

Een andere manier om de snelheidsverandering te schatten, is door de kinetische energie op te zoeken die tijdens een vergelijkbare testcrash is gedissipeerd. Met behulp van de Newtoniaanse fysica kunnen we deze energie gebruiken om de impactsnelheid te berekenen, ervan uitgaande dat onze botsing volledig inelastisch was (dwz e = 0). In werkelijkheid, e zal niet exact 0 zijn, dus verkrijgen we een nauwkeurigere waarde door onze berekeningen te herhalen totdat de botssnelheid binnen ongeveer 1 km/u convergeert. Met onze betere waarde van e, kunnen we dan eenvoudig de snelheidsverandering berekenen.

Een aanrijdingsonderzoeker die een redelijke waarde heeft voor de restitutiecoëfficiënt, e, kan de verdiensten van een claim met lage snelheid beoordelen.

Het komt erop neer dat een aanrijdingsonderzoeker een redelijke waarde voor heeft e kan de verdiensten van een claim met lage snelheid beoordelen. Helaas zijn voertuigbotsingen niet-lineaire gebeurtenissen, waarbij kleine veranderingen in de begincondities (zoals snelheid, contacthoogte en de hoek waaronder de auto's elkaar raken) resulteren in grote veranderingen in e en Δt. Geen twee crashtests zullen ooit precies hetzelfde zijn en er is een grote spreiding in de waarde van beide parameters, wat leidt tot onzekerheden van maar liefst 30% in de berekende waarde van de botskracht (in feite zijn de vergelijkingen veel gevoeliger voor onzekerheden in Δt dan in e).

Vorderingen en tegenvorderingen

Om te kijken wat dit in de praktijk betekent, is mijn bureau ooit gevraagd een ongeval te onderzoeken waarbij auto A (1370 kg) achterop botste op auto B (1645 kg) die voor verkeerslichten stond te wachten. De bestuurder van B beweerde een whiplash te hebben opgelopen, terwijl A verklaarde dat hij auto B “nauwelijks had aangeraakt”. Vervolgens hebben we de schade vergeleken met crashtestgegevens van vergelijkbare voertuigen, wat aangeeft dat de totale schade aan beide voertuigen een dissipatie van 3 zou hebben vereist. ± 1 kJ kinetische energie.

Met behulp van Newtoniaanse mechanica berekenden we dat de effectieve massa van de botsende voertuigen 747 kg was, terwijl de botssnelheid (uitgaande van een perfect elastische botsing) 10.8 km/u zou zijn geweest. Met behulp van crashtestgegevens gingen we ervan uit dat de botsing 0.12 s duurde, wat leidde tot een botsingskracht van ± 25.0 kN. Hieruit leverde de tweede wet van Newton een versnelling op van 15.2 m/s², met als resultaat een snelheidsverandering van 5.6–7.4 km/u.

Voor auto A ligt die snelheidsverandering onder de drempel voor een weke delen letsel. Inderdaad, elk remmen zou deze snelheidsveranderingen nog verder hebben verminderd. Dus naar de mening van de GBB-onderzoeker, zoals uitgedrukt in het forensisch rapport, was een ongebruikelijke beweging van de inzittenden onwaarschijnlijk. Op basis hiervan werd de schadeclaim van B afgewezen en voorkwam de verzekeringsmaatschappij oplichting.

Wees een betere bestuurder

Uiteindelijk kunt u buiten uw schuld betrokken raken bij een ongeval en kunt u botsingen het beste proberen te voorkomen door binnen de maximumsnelheid te rijden, vaart te minderen als het nat is en voldoende afstand te houden tot uw voorligger. . Maar als u betrokken raakt bij een crash, onthoud dan dat wat er gebeurt, zal worden gedicteerd door een eenvoudige toepassing van de bewegingswetten van Newton. Een bekwame botsingsonderzoeker met voldoende kennis van wiskunde en natuurkunde zal in staat zijn commentaar te geven op de geldigheid van elke claim. Dus als uw zaak voor de rechter komt, weet u zeker dat u de wetenschap aan uw zijde heeft.