ใช้กฎของนิวตันกำจัดคำร้องรถชนกัน

เป็นวันที่มีแดดสดใสและมีรถประจำทางแล่นไปตามถนน มาหยุดที่ป้ายรถประจำทางและมีชายกลุ่มหนึ่งขึ้นเรือ ขณะที่คนขับเคลื่อนตัวออกไป เขาสังเกตเห็นรถถอยมาทางด้านหลังรถบัส แต่รถกลับหลีกเลี่ยงโอกาสที่เห็นได้ชัดในการแซง จู่ๆ รถก็เร่งเครื่องพุ่งชนท้ายรถเมล์ กล้องวงจรปิดบันทึกภาพกลุ่มคนที่ขึ้นเรือแล้วกอดคอ มองไปรอบๆ ด้วยความประหลาดใจ พวกเขาสองคนถึงกับทิ้งตัวลงบนพื้นรถบัส

ผู้โดยสารคนอื่นแทบจะไม่ได้ลงทะเบียนการชนกัน บางคนดูมึนงงกับการแสดงตลกของผู้ชาย ในความเป็นจริง เครื่องบันทึกข้อมูลที่ติดตั้งกับรถบัสแสดงว่ารถแล่นด้วยความเร็วเกือบ 25 กม./ชม. เมื่อเกิดเหตุ บริษัทประกันภัยของบริษัทเดินรถได้รับการเรียกร้องจำนวนมากสำหรับการบาดเจ็บ การสูญเสียรายได้ และผลกระทบต่อวิถีชีวิต แต่เมื่อดูหลักฐานทางวิดีโอแล้ว ผู้ประกันตนไม่ปักใจเชื่อตามคำกล่าวอ้างดังกล่าว

แม้ว่าการบันทึกวิดีโอจะบ่งชี้ถึงการฉ้อฉล แต่เพียงอย่างเดียวอาจไม่เพียงพอที่จะโน้มน้าวใจผู้พิพากษาในศาลแพ่ง ผู้รับประกันภัยจึงสั่ง จีบีบี – บริษัทที่ฉันทำงานให้ – เพื่อตรวจสอบ งานของเราคือใช้การวิเคราะห์ตามหลักวิทยาศาสตร์ซึ่งจะเป็นส่วนหนึ่งของรายงานทางนิติวิทยาศาสตร์ของผู้ตรวจสอบอุบัติเหตุที่กว้างขึ้น การวิเคราะห์ของเราจะต้องเป็นกลางและไม่รั่วไหลเพื่อที่จะยืนหยัดในการตรวจสอบข้อเท็จจริง

โชคดีที่เรามีข้อมูลจากเครื่องบันทึกข้อมูลเหตุการณ์บนรถบัส ในรูปแบบของกราฟความเร่งของรถบัสเทียบกับเวลา ฟิสิกส์ของนิวตันอย่างง่ายบ่งชี้ว่ารถบัสจะเปลี่ยนความเร็วไม่เกิน 1.5 กม./ชม. ระหว่างการชน แม้จะมีความไม่แน่นอนถึง 20% แต่นั่นก็ต่ำกว่าเกณฑ์สำหรับการบาดเจ็บ และในความเห็นของเรา ผู้ชายไม่น่าจะได้รับบาดเจ็บ สำหรับรถยนต์นั้น มวลของมันอยู่ที่ 12 ใน XNUMX ของรถบัส ดังนั้นความเร็วของมันจะเปลี่ยนไปประมาณ XNUMX กม./ชม. ซึ่งสอดคล้องกับความเสียหายที่เกิดขึ้น

ช่างหลอกลวง!

กรณีนี้ค่อนข้างถูกโยนออกไป แต่การอ้างสิทธิ์ปลอมเช่นนี้เป็นปัญหาใหญ่ ให้เป็นไปตาม สำนักงานฉ้อโกงประกันภัยของสหราชอาณาจักรมีการเคลมประกันรถยนต์ 2.7 ล้านรายการในอังกฤษระหว่างเดือนตุลาคม 2019 ถึงสิ้นปี 2020 มากกว่า 6% หรือประมาณ 170,000 รายการเชื่อมโยงกับกลโกง "crash for cash" ที่น่าสงสัย หลายแห่งถูกสร้างขึ้นโดยบริษัทหรือแก๊งจำนวนค่อนข้างน้อย โดยมีจำนวนมากที่หลีกเลี่ยงการฟ้องร้องในศาลโดยสิ้นเชิง

ในเหตุการณ์เหล่านี้ ผู้ขับขี่พยายามฉ้อโกงบริษัทประกันโดยจงใจและไตร่ตรองล่วงหน้าให้เกิดอุบัติเหตุรถชน ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับบุคคลที่บริสุทธิ์ในรถคันอื่น พวกมิจฉาชีพพยายามจำกัดขนาดของการชน - โดยปกติแล้วขับด้วยความเร็วที่ค่อนข้างต่ำ - เพื่อไม่ให้ผู้กระทำผิดได้รับบาดเจ็บ โดยทั่วไปแล้ว พวกเขาไม่สนใจว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับผู้บริสุทธิ์ในรถคันอื่น

ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับยานพาหนะนั้นเป็นของจริง (แม้ว่าบางส่วนอาจเกิดจากเหตุการณ์ก่อนหน้านี้) แต่ผู้อ้างสิทธิ์จะโกหกเมื่อพวกเขาบอกว่าพวกเขาได้รับบาดเจ็บ อาชญากรซึ่งมักทำงานเป็นพันธมิตรกับบุคคลที่สาม สามารถทำเงินได้หลายหมื่นปอนด์จากการเรียกร้องค่าเสียหาย ค่าซ่อม (ซึ่งมักจะสูงเกินจริง) และค่าจัดเก็บ มีการหลอกลวงอีกประเภทหนึ่งเช่นกัน ซึ่งผู้ขับขี่ที่เกี่ยวข้องกับการชนกันที่ความเร็วต่ำโดยแท้และไม่ได้คาดคิดมาก่อนจะเรียกร้องค่าเสียหายที่สมมติขึ้นเพียงเพราะ “ใครๆ ก็ทำกัน”

โดยปกติแล้วตำรวจจะไม่ถูกเรียกตัวไปยังเหตุการณ์ประเภทใดประเภทหนึ่ง เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วเหตุการณ์เหล่านี้จะไม่เกี่ยวข้องกับการบาดเจ็บสาหัสหรือความเสียหายร้ายแรงต่อทรัพย์สิน (ผนัง บ้าน เสาไฟ และอื่นๆ) อันที่จริง การเคลมส่วนใหญ่ได้รับการตัดสินอย่างรวดเร็วโดยบริษัทประกัน ซึ่งไม่มีทรัพยากรในการตรวจสอบการเคลมทุกรายการ อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นจากการเรียกร้องค่าสินไหมปลอมเหล่านี้ – รวมถึงค่ารักษาพยาบาล ค่าซ่อมรถ ค่าเช่ารถทดแทน และอื่น ๆ – ใช้เงินหลายร้อยล้านปอนด์ในสหราชอาณาจักรเพียงแห่งเดียว.

นั่นเป็นเหตุผลที่กรณีส่วนน้อยได้รับการสืบสวน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากสถานการณ์แวดล้อมของอุบัติเหตุไม่ชัดเจน หากคำกล่าวอ้างดูเกินจริงหรือหากมีข้อสงสัยว่ามีการฉ้อโกง (อีกตัวอย่างหนึ่งแสดงในรูปที่ 1) ผู้ตรวจสอบการชนจะตรวจสอบความเสียหายของยานพาหนะ - ไม่ว่าจะเป็นบุคคลหรือภาพถ่าย - และพยายามตอบคำถามต่อไปนี้

• รถชนกันจริงหรือ?
• รูปทรงเรขาคณิตของอุบัติเหตุที่ผู้อ้างสิทธิ์หรือจำเลยอธิบายนั้นสอดคล้องกับความเสียหายของยานพาหนะทั้งสองคันหรือไม่
• มีความเสียหาย เช่น การถ่ายโอนสี ที่ให้การเชื่อมโยงทางนิติวิทยาศาสตร์ระหว่างยานพาหนะหรือไม่?
• มีความเสียหายอื่น ๆ ที่อาจเกิดจากเหตุการณ์อื่นที่ไม่เกี่ยวข้องหรือไม่?
• ค่าซ่อมแซมอาจเป็นอย่างไร
• เป็นไปได้มากน้อยเพียงใดที่ผู้โดยสารในรถของผู้อ้างสิทธิ์ถูกเหวี่ยงไปมาในรถจนได้รับบาดเจ็บจากแส้หรือเนื้อเยื่ออ่อนอื่นๆ

ปัญหาคือแส้แส้และการบาดเจ็บทางร่างกายที่คล้ายคลึงกันนั้นปลอมแปลงได้ง่ายเนื่องจากไม่มีเครื่องมือวินิจฉัย เช่น การสแกนเอ็กซ์เรย์ ที่สามารถยืนยันได้อย่างชัดเจนว่ามีการบาดเจ็บดังกล่าวเกิดขึ้น ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าส่วน "วิทยาศาสตร์" ที่ชัดเจนและรัดกุมในรายงานของผู้ตรวจสอบอุบัติเหตุสามารถมีน้ำหนักมากกับผู้พิพากษาที่กำลังตัดสินว่าคำกล่าวอ้างนั้นเป็นของปลอมหรือเป็นของแท้ นอกจากการคำนวณตามกฎของนิวตันแล้ว รายงานยังอาจรวมรายละเอียดของการทดสอบการชน และอาจแม้แต่การจำลองการชนด้วยคอมพิวเตอร์

หลักสูตรการชนในฟิสิกส์การชน

การชนกันระหว่างวัตถุเป็นเนื้อหาหลักของหลักสูตรฟิสิกส์ในโรงเรียน แต่เนื้อหามีมากกว่าที่เห็น คุณจะรู้ว่าเมื่อยานพาหนะสองคันชนกัน จะมีแรงกระทำระหว่างกันในช่วงเวลาที่พวกมันสัมผัสกัน โดยทั่วไปประมาณ 0.1 วินาที แต่แรงไม่เท่ากัน การวัดที่ทำโดยใช้มาตรวัดความเร่งที่ติดตั้งกับยานพาหนะในการทดสอบการชนแบบทดลองเผยให้เห็นชีพจรที่ขาดช่วงซึ่งถึงจุดสูงสุดประมาณครึ่งทางผ่านการชน (รูปที่ 2)

ตามที่กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองและสามของนิวตันกำหนด พาหนะที่ถูกโจมตีหรือ "เป้าหมาย" จะได้รับประสบการณ์ในเชิงบวกของพัลส์นี้ (ทำให้มันเร่งความเร็ว) ในขณะที่ยานโจมตีหรือ "กระสุน" จะได้รับประสบการณ์ในเชิงลบของพัลส์นี้ (ทำให้ ให้ช้าลง)

ในระหว่างการชนกัน รถทั้งสองคันจะพันกันและกลายเป็นระบบผสมกันชั่วครู่ ในขั้นต้นยานพาหนะจะเบียดเข้าหากันก่อนที่จะขยายตัวเมื่อแยกออกจากกันอย่างยืดหยุ่นและแยกออกจากกันในที่สุด

อย่างไรก็ตาม ไม่มีการชนสองครั้งที่เหมือนกันทุกประการ คนขับคนใดคนหนึ่งหรือทั้งสองคนอาจเหยียบเบรกอย่างแรง รถที่ถูกชนอาจจอดนิ่งและเปิดเบรกมือไว้ รถหัวกระสุนอาจหยุดนิ่งแล้ว และคนขับอีกคันกลับรถเข้าไป การหลอกลวงทั่วไปประการหนึ่งคือการให้ผู้ขับขี่ยานพาหนะในการจราจรที่เคลื่อนตัวช้าๆ เบรกอย่างแรงและหวังว่ายานพาหนะที่อยู่ข้างหลังจะชนท้ายพวกเขา บ่อยครั้งที่รถของสแกมเมอร์จะตัดการเชื่อมต่อไฟเบรกเพื่อทำให้คนขับที่อยู่ข้างหลังสับสนและทำให้เกิดอุบัติเหตุได้ง่ายขึ้น

กลโกงอย่างหนึ่งคือการให้คนขับรถเบรกแรง ๆ และหวังว่ารถคันหลังจะชนท้าย

หากรถกำลังจะชนรถของคุณจากด้านหลัง และคุณไม่สามารถหลีกเลี่ยงแรงกระแทกได้ มีสองสิ่งที่คุณสามารถทำได้ หากคุณต้องการให้รถที่คุณรักเสียหายน้อยที่สุด อย่าเหยียบเบรก การไม่เบรกจะทำให้แรงชนลดลง ทำให้แรงกระแทกยืดหยุ่นขึ้นเล็กน้อย และทำให้เกิดความเสียหายน้อยลงต่อสมบัติล้ำค่าของคุณ (โปรดจำไว้ว่าหากมีรถคันอื่นอยู่ข้างหน้า คุณอาจถูกเฉี่ยวชนท้ายได้ ซึ่งนำไปสู่การชนกัน XNUMX ศพ และการเคลมประกันต่างหาก และเรื่องน่าปวดหัวทั้งหมดที่เกี่ยวข้อง)

ในทางกลับกัน หากคุณต้องการลดความเสี่ยงในการทำร้ายตัวเองและผู้โดยสารคนอื่นๆ ให้เหยียบเบรกให้แรงที่สุดเท่าที่จะทำได้ นั่นอาจดูสวนทางกับสัญชาตญาณเพราะแรงปะทะจะมากกว่า อย่างไรก็ตาม มันจะถูกต่อต้านด้วยแรงเบรก ซึ่งจะลดอัตราเร่งของใครก็ตามในรถของคุณ และด้วยเหตุนี้จึงมีโอกาสเกิดแส้ได้ หวังว่าคนขับที่ตามหลังจะไม่ใช่คนขี้โกงที่ก่อให้เกิดอุบัติเหตุ ในโลกอุดมคติ พวกเขาจะเหยียบเบรกด้วย

ความสำคัญของการ e

สำหรับผู้ตรวจสอบการชน กลศาสตร์ของนิวตันให้ชุดสมการที่มีประโยชน์ซึ่งครอบคลุมปริมาณต่างๆ เช่น แรงชนเฉลี่ย (โดยมีหรือไม่มีการเบรก) การเปลี่ยนแปลงความเร็วของยานพาหนะเป้าหมาย และพลังงานจลน์ที่กระจายไป ซึ่งจะกำหนดว่ายานพาหนะจะเสียหายมากน้อยเพียงใด สมการเหล่านี้จะต้องใช้มวลของยานพาหนะแต่ละคัน ความเร็วในการกระแทกสัมพัทธ์ (V) ค่าสัมประสิทธิ์การชดใช้ (e) ช่วงเวลาชนกัน (Δt) และค่าสัมประสิทธิ์การเบรกใดๆ

กำหนดเป็นอัตราส่วนของความเร็วสัมพัทธ์ของยานพาหนะสองคันก่อนและหลังการชน e ยังเป็นตัวชี้วัดความยืดหยุ่นของการชน โดยมีค่าตั้งแต่ 1 สำหรับการชนที่ยืดหยุ่นอย่างสมบูรณ์ (เป็นไปไม่ได้สำหรับการชนจริง) ไปจนถึง 0 สำหรับการชนที่ไม่ยืดหยุ่นโดยสิ้นเชิง (โดยที่ยานพาหนะติดกันและไม่หลุดออกจากกัน) คุณค่าของ e มีความสำคัญเนื่องจากเป็นตัวกำหนดการเปลี่ยนแปลงความเร็วโดยรวมของรถเป้าหมาย ซึ่งจะส่งผลต่อแนวโน้มที่ผู้ขับที่ความเร็วต่ำ (15 กม./ชม. หรือน้อยกว่า) จะได้รับอันตรายจากแส้ทับหรืออาการของเนื้อเยื่ออ่อนอื่นๆ

เหตุผลที่ผู้ตรวจสอบการชนใช้การเปลี่ยนแปลงความเร็ว แทนที่จะเป็นความเร่งหรือแรง เป็นเมตริกสำหรับประเมินอาการของการบาดเจ็บ เนื่องจากสามารถระบุค่าได้อย่างแม่นยำ ในทางตรงกันข้าม มีความไม่แน่นอนที่ใหญ่กว่ามากเกี่ยวกับการเร่งความเร็วในระหว่างที่รถชนเนื่องจากมันขึ้นอยู่กับ Δtซึ่งเราไม่มีตัวเลขที่ถูกต้อง การรู้การเปลี่ยนแปลงความเร็วยังช่วยให้เราทราบได้ว่าเกิดอะไรขึ้นกับพลังงานจลน์ของรถขณะที่รถชน (รูปที่ 3)

แต่เราจะรู้ได้อย่างไรว่าการเปลี่ยนแปลงความเร็วในการชนนั้นเป็นอย่างไร ผู้ตรวจสอบการชนทำสิ่งนี้โดยหันไปทดสอบการชนที่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะควบคุม ซึ่งมีข้อมูลเชิงปริมาณและภาพถ่ายของยานพาหนะที่ถูกชน เรามองหาตัวอย่างที่เกิดความเสียหายที่คล้ายคลึงกันกับกรณีที่เป็นปัญหา ซึ่งเราสามารถประเมินได้ว่ายานพาหนะเคลื่อนที่เร็วแค่ไหนก่อนที่จะชนกัน ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ระหว่าง Δt (ซึ่งแปรผันเล็กน้อยตามความเร็วการกระแทก) และ e (ซึ่งขึ้นกับความเร็วการกระแทกเป็นอย่างมาก) จะใช้ในการปรับแต่งค่าประมาณของ eซึ่งสามารถรับการเปลี่ยนแปลงความเร็วได้

อีกวิธีหนึ่งในการประมาณการเปลี่ยนแปลงความเร็วคือการค้นหาพลังงานจลน์ที่กระจายไปในระหว่างการทดสอบการชนที่คล้ายกัน เมื่อใช้ฟิสิกส์ของนิวตัน เราสามารถใช้พลังงานนี้เพื่อคำนวณความเร็วการกระแทกโดยสมมติว่าการชนของเรานั้นไม่ยืดหยุ่นโดยสิ้นเชิง (เช่น e = 0). ในความเป็นจริง, e จะไม่เป็น 0 เป๊ะๆ ดังนั้นเราจึงได้ค่าที่ถูกต้องมากขึ้นโดยคำนวณซ้ำจนกว่าความเร็วการกระแทกจะบรรจบกันที่ประมาณ 1 กม./ชม. ด้วยคุณค่าที่ดีกว่าของเรา eเราสามารถคำนวณการเปลี่ยนแปลงความเร็วได้อย่างง่ายดาย

ผู้ตรวจสอบการชนที่มีค่าเหมาะสมสำหรับค่าสัมประสิทธิ์การชดใช้ e, สามารถตัดสินข้อดีของการอ้างสิทธิ์ความเร็วต่ำ

บรรทัดล่างคือการตรวจสอบการชนกันที่มีมูลค่าเหมาะสมสำหรับ e สามารถตัดสินข้อดีของการเรียกร้องความเร็วต่ำ น่าเสียดายที่การชนกันของยานพาหนะเป็นเหตุการณ์ที่ไม่เชิงเส้น ซึ่งการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในสภาวะเริ่มต้น (เช่น ความเร็ว ความสูงของหน้าสัมผัส และมุมที่รถชนกัน) ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ใน e และ  Δt. ไม่มีการทดสอบการชนสองครั้งที่จะเหมือนกันทุกประการ และมีค่าการกระจายจำนวนมากในค่าของพารามิเตอร์ทั้งสอง ซึ่งนำไปสู่ความไม่แน่นอนมากถึง 30% ในค่าที่คำนวณได้ของแรงชน (อันที่จริง สมการมีความอ่อนไหวต่อความไม่แน่นอนมากกว่ามาก ใน Δt กว่าใน e).

การเรียกร้องและการเรียกร้องแย้ง

เพื่อดูว่าสิ่งนี้หมายความว่าอย่างไรในทางปฏิบัติ บริษัทของฉันเคยถูกขอให้ศึกษาการชนที่รถ A (1370 กก.) ชนท้ายรถ B (1645 กก.) ที่รออยู่ที่สัญญาณไฟจราจร คนขับรถของ B อ้างว่าเขาได้รับบาดเจ็บที่แส้ในขณะที่ A ระบุว่าเขา “แทบแตะต้อง” รถ B บริษัทของเราได้ตรวจสอบความเสียหายของรถ B ซึ่งตรงกับความเสียหายที่มองเห็นได้จากภาพถ่ายของรถของ A จากนั้นเราเปรียบเทียบความเสียหายกับข้อมูลการทดสอบการชนจากยานพาหนะที่คล้ายกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าความเสียหายรวมของยานพาหนะทั้งสองคันจะต้องมีการกระจาย 3 ± พลังงานจลน์ 1 กิโลจูล

เมื่อใช้กลศาสตร์ของนิวตัน เราคำนวณว่ามวลที่มีประสิทธิภาพของยานพาหนะที่ชนกันคือ 747 กก. ในขณะที่ความเร็วกระแทก (สมมติว่าเป็นการชนแบบยืดหยุ่นอย่างสมบูรณ์) จะอยู่ที่ 10.8 กม./ชม. เมื่อใช้ข้อมูลการทดสอบการชน เราถือว่าการชนกินเวลา 0.12 วินาที ซึ่งนำไปสู่แรงชนที่ ± 25.0 กิโลนิวตัน จากนี้ กฎข้อที่สองของนิวตันให้อัตราเร่ง 15.2 เมตร/วินาที²โดยมีผลทำให้ความเร็วเปลี่ยน 5.6–7.4 กม./ชม.

สำหรับรถยนต์ A การเปลี่ยนความเร็วนั้นต่ำกว่าเกณฑ์สำหรับการบาดเจ็บของเนื้อเยื่ออ่อน แท้จริงแล้ว การเบรกใดๆ ก็ตามจะทำให้การเปลี่ยนแปลงความเร็วเหล่านี้ลดลงไปอีก ดังนั้นในความเห็นของผู้ตรวจสอบ GBB ดังที่แสดงไว้ในรายงานทางนิติวิทยาศาสตร์ การเคลื่อนไหวของผู้อยู่อาศัยที่ผิดปกติจึงไม่น่าเป็นไปได้ บนพื้นฐานนี้ การเรียกร้องค่าเสียหายของ B จึงถูกยกเลิก และบริษัทประกันก็หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะถูกฉ้อโกง

เป็นคนขับที่ดีกว่า

ท้ายที่สุด คุณอาจมีส่วนในการชนโดยไม่ใช่ความผิดของคุณเอง ทางออกที่ดีที่สุดของคุณคือพยายามหลีกเลี่ยงการชนตั้งแต่แรกด้วยการขับรถภายในความเร็วจำกัด ชะลอความเร็วเมื่อเปียกน้ำ และรักษาระยะห่างจากรถคันข้างหน้าให้ดี . แต่ถ้าคุณเกี่ยวข้องกับการชน โปรดจำไว้ว่าสิ่งที่เกิดขึ้นจะถูกกำหนดโดยการใช้กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน ผู้ตรวจสอบการชนกันที่มีความสามารถและมีความรู้เพียงพอเกี่ยวกับคณิตศาสตร์และฟิสิกส์จะสามารถให้ความเห็นเกี่ยวกับความถูกต้องของการอ้างสิทธิ์ใดๆ ดังนั้นหากคดีของคุณจบลงต่อหน้าผู้พิพากษา คุณก็มั่นใจได้ว่าคุณมีวิทยาศาสตร์อยู่เคียงข้างคุณ