Aceleración a fuerza: lo que carga de verdad un choque
Qué hace este cálculo
Multiplica una aceleración por la masa que se acelera y devuelve la fuerza necesaria para producirla. Un ocupante de 75 kg que se decelera a 300 m/s² —un impacto frontal bastante corriente, algo más de treinta veces la aceleración de la caída libre— soporta una fuerza de 22 500 N. Esa cifra es la que tienen en cuenta el cinturón, el pretensor y los anclajes, y la relación que la produce no es otra que F = m·a.
Por qué la fuerza de un choque supera tanto al peso
Un ocupante sentado ejerce sobre el asiento una fuerza igual a su peso, unos 735 N. Ese mismo ocupante, en un choque, se decelera a muchos múltiplos de la gravedad en muy poca distancia, y cada múltiplo multiplica la fuerza. La razón de ser de una zona deformable es precisamente alargar la distancia durante la cual ocurre esa deceleración, porque repartir el mismo cambio de velocidad en más tiempo y más recorrido baja la aceleración y, con ella, la fuerza.
m/s² a newtons para un ocupante de 75 kg
Todas las filas están calculadas para una masa de 75 kilogramos, la cifra habitual de un maniquí de ensayo. Para otro ocupante, multiplica el valor de la fila por su masa y divide entre setenta y cinco; el conversor interactivo de arriba admite cualquier masa directamente, en kilogramos, gramos o toneladas.
| Metro por segundo al cuadrado (m/s²) | Newton (N) |
|---|---|
| 0.1 | 0.1 |
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 5 | 5 |
| 9.80665 | 9.80665 |
| 10 | 10 |
Por qué el cinturón cede, y por qué eso es lo correcto
Un cinturón que no cediera nada detendría al ocupante casi al instante, lo que significa una aceleración enorme y una fuerza enorme. Los cinturones reales están tejidos para dar un poco de sí bajo carga, y los limitadores de esfuerzo dejan escapar una cantidad controlada de cinta. Los dos hacen el mismo trabajo que la zona deformable: convertir una fuerza muy grande durante un recorrido muy corto en una fuerza menor repartida a lo largo de uno más largo.
La gravedad como regla de medir
Las aceleraciones de choque se citan casi siempre en múltiplos de g, y el selector de unidades ofrece la gravedad estándar precisamente por eso. Una deceleración de 30 g son 294 m/s², y la fuerza sobre un ocupante de 75 kg pasa a ser treinta veces su peso, unos 22 kN, una cifra que puedes comparar directamente con la resistencia de la tornillería de anclaje.
Preguntas frecuentes
¿Cómo convierto una aceleración en una fuerza?
Multiplica la aceleración en metros por segundo al cuadrado por la masa en kilogramos. Una aceleración de 5 m/s² aplicada a 2 kg exige 10 N. La relación es la segunda ley de Newton tal como se escribe siempre, F = m·a.
¿Qué fuerza ejerce un choque de 30 g sobre una persona?
Aproximadamente treinta veces su peso. Para un ocupante de 75 kg son unos 22 kN, es decir 22 500 N. La cifra exacta depende del perfil de deceleración, y por eso las mediciones reales salen de ensayos de choque instrumentados y no de un único número.
¿Por qué una zona deformable más larga reduce la fuerza?
Porque la misma reducción de velocidad repartida en más distancia consume más tiempo y, por tanto, implica una aceleración menor. Como la fuerza es proporcional a la aceleración si la masa no cambia, bajar la aceleración baja la fuerza en la misma proporción.
¿Un g equivale a 9,80665 m/s²?
Sí, ese es el valor estándar por definición y el selector lo ofrece como unidad. Es la aceleración que experimenta un objeto en caída libre cerca de la superficie terrestre y la referencia natural para describir las cargas de un choque.
¿Y los pies por segundo al cuadrado?
Están en el selector para lecturas tomadas con instrumentación estadounidense. Un pie por segundo al cuadrado son 0,3048 m/s², así que una cifra citada en esa unidad se convierte en un número menor de metros por segundo al cuadrado.