Een werkje over fysica en verkeersveiligheid samen met Ine Moens

 

Veiligheidsgordels

 

Zoals jullie dus gehoord hebben, is het verstandig om je gordel in de auto vast te klikken. De gordel is goedkoop en eenvoudig, maar is toch efficiënt: het beperkt de gevolgen van een ongeval en doet het aantal verkeersslachtoffers met zienderogen dalen. Het gaat hier dus om de uitvinding die waarschijnlijk de meeste levens heeft gered in het verkeer!

Om het nut van veiligheidsgordels duidelijk te maken, gaan we uitleggen welke fysische begrippen komen kijken wanneer een auto bruusk tot stilstand komt, bijvoorbeeld wanneer hij gehinderd wordt door een obstakel op de weg, zoals een overstekende kat, of bij een botsing.

Om de effecten van veiligheidsgordels te onderzoeken heeft men proefpoppen in auto's geplaatst en deze vervolgens laten botsen.

 

Wanneer je in een voertuig zit, beschikt deze over kinetische energie. Naar eigen aanvoelen lijk je in rust te zijn, maar in werkelijkheid beweeg je even snel als het voertuig. Ook jij beschikt dus over kinetische energie.
Als het voertuig bruusk moet remmen en jij niet vastgeklikt in de wagen zit, blijf jij je kinetische energie behouden en beweeg je met dezelfde snelheid voort, doordat er geen uitwendige kracht op je inwerkt die je beweging doet afnemen. Dit staat in de mechanica bekend als de eerste wet van Newton, of de wet van de traagheid.
In theorie val je na een tijd stil door de wrijvingskracht, maar daarvoor is de afstand tussen jouw stoel en de stoel voor je of het dashboard, afhankelijk van waar je je bevindt, te klein en haal je dus als het ware het voertuig in.
Daardoor vlieg je naar voor en kan je jezelf of andere inzittenden ernstig verwonden, ook al heeft die andere wél een gordel aan. De kinetische energie en de ernst van de schok zijn gelijk voor de voorste en achterste plaatsen.

 

Als je gordel stevig is vastgemaakt, onderga je dezelfde vertraging als het voertuig. De krachten die je als passagier ondervindt, kunnen dan afgeleid worden uit de tweede wet van Newton door de versnelling, doorgegeven door het voertuig, te vermenigvuldigen met je massa.

 

Hetgeen de gordel dus doet, is je kinetische energie zo veel mogelijk absorberen zonder je aan al te grote krachten bloot te stellen en je zo goed mogelijk op je plaats te houden, zonder je ernstig te verwonden of uit de auto geslingerd te worden. Bij lichte en niet al te zware botsingen is de gordel voldoende, maar bij ernstigere aanrijdingen komt de airbag kijken. Elina en Indi zullen ons daar straks wat meer uitleg over geven.

 

De remmende werking met een minimum aan lichamelijke schade zit hem in het ontwerp van de gordel zelf. Omdat het een brede band is, wordt de kracht over een groter oppervlak verspreidt en de stof waaruit de gordel bestaat, stretcht mee. Hierdoor hebben ze de eigenschap dat ze in- en uitgetrokken kunnen worden.

De gordel is opgebouwd uit een retractiesysteem, een blokkeersysteem en een krachtbegrenzer.

 

Het retractiesysteem zorgt ervoor dat je de gordel niet elke keer opnieuw op de juiste lengte moet afstellen. De gordel is rond een gekartelde spoel, die verbonden is met een spiraal, gerold. Wanneer je de gordel afrolt, wordt de spiraal ontwonden. Als je daarna je gordel los doet, windt de spiraal zichzelf weer op en wordt de gordel aangespannen.

Het blokkeersysteem zorgt ervoor dat bij een botsing de gordel niet afrolt. Het kan bestaan uit een gewichtje, verbonden aan een plaatje onder de spoel van de gordel. Als de auto vertraagt, blijft dit gewicht voortbewegen. Hierdoor kantelt het plaatje naar omhoog, komt het terecht tussen de tandjes van de spoel en wordt zo de spoel geblokkeerd.

De eenvoudigste vorm van een krachtbegrenzer is een lus die in de riem genaaid is. Deze naad breekt wanneer er een grote kracht op inwerkt en zal zo de gordel wat verlengen. Hierdoor duurt de vertraging van je lichaam langer en is de kracht op je lichaam dus minder groot.

 

De gordel moet natuurlijk wel correct gebruikt worden: de hoogte moet zo ingesteld zijn dat deze over de schouder loopt, maar niet te dicht tegen de hals. De onderste riem moet over de bovenkant van de dijen lopen en op de bekkenbeenderen rusten. Ook mag de gordel niet gedraaid zijn en doe je best kleding, die zorgt voor plaats tussen je lichaam en de gordel, uit want anders kan de gordel niet meteen in werking treden bij een botsing.

 

Bij de nieuwe generaties gordels wordt er gebruik gemaakt van gordelspanners. Deze zijn bedoeld om de spanning van de gordel zeer snel te verhogen net voor een botsing. Zo houdt de veiligheidsgordel je lichaam meteen tegen als de botsing plaatsvindt, zodat de gordel langer actief is. Daardoor worden de krachten, inwerkend op de passagier, geminimaliseerd en daalt het risico op letsels.

 

Samengevat is de veiligheidsgordel bedoeld om:

  • Het vertragingsproces van het lichaam zo lang mogelijk te laten duren zodat de vertraging en de ondervonden krachten afnemen.
  • De kracht over een maximaal oppervlak te verspreiden om zo de druk op het lichaam te verkleinen en de kwetsbare lichaamsdelen te beschermen.
  • Te verhinderen dat het lichaam verwondingen oploopt door tegen het interieur van de wagen te botsen of door eruit geslingerd te worden.
  • De speling aan het begin van de impact te beperken dmv de gordelspanners.

Wat zegt het verkeersreglement over gordeldracht?

  • Sinds 1991 is de gordel ook achterin verplicht op plaatsen die ermee uitgerust zijn.
  • Plaatsen die uitgerust zijn met het beste beveiligingssysteem moeten het eerst ingenomen worden.
  • De gordel moet juist gedragen worden voor een optimale bescherming.
  • Voor kinderen kleiner dan 1.35m is een beveiligingssysteem verplicht.

De gordel is echter niet verplicht voor:

  • Taxichauffeurs als ze een klant vervoeren
  • Bestuurders die achteruit rijden
  • Postbodes die op plaatsen, kort van elkaar gelegen, moeten stoppen.

Nog enkele wist je datjes:

  • De gordel het meeste effect heeft wanneer je met lage snelheid botst?
  • Als je uit het voertuig wordt geslingerd, je vijf keer meer het risico loopt te overlijden dan iemand die de gordel draagt?
  • 80,3 % van de bestuurders en de passagiers voorin hun gordel dragen, terwijl slechts 54 % van de passagiers achterin deze draagt?
  • De gordel het gevaar voor schedeltrauma’s met meer dan 40% vermindert en de kans op overlijden of letsels met ongeveer 50%?
  • Je zonder gordel al vanaf 20 km/u het gevaar loopt te overlijden?
  • 80% van de verkeersdoden onder de inzittenden voorin voorkomen had kunnen worden, indien de passagiers achterin de gordel hadden omgedaan!
  • Wie de gordel draagt, ongevallen tot 100 km/u kan overleven?

 

https://www.youtube.com/watch?v=M1TBvXoOJjw

https://www.klikvast.be/

https://www.klikvast.be/2009/

https://www.klikvast.be/assets/pdf/3/folder_nl.pdf

https://www.ibsr-bivv.be/dispatch.wcs?uri=882704528&action=viewStream&language=nl

https://www.vlaamsbrabant.be/binaries/basiswetten_fysica_bivv_tcm5-72181.pdf

https://www.xius.be/index.php?option=com_content&task=view&id=58&Itemid=27