Ghost Riderilla on tuossa vauhdissa liike-energiaa:
1/2 * m *v^2 = 0.5 * 250 kg * (55.55m/s)^2 = 385.7 kJ
40 tonnin rekalla on saman verran liike-energiaa kun se liikkuu 4.39 m/s eli 15.8 km/h
Ja sellanen lisäys vielä että täysperävaunu täydessä sementtikuormassa ei paina 40 tonnia... se voi painaa (ja yleensä painaa) yli 60 tonnia... Ainaki faija ajanu useempaan kertaan sementtikuormaa joka on välillä ollu vitusti sakkorajan yli (jotain 66 tonnia)...
eli koska massa on tossa yhtälössä lineaarinen, niin
60 tonnia = 40 tonnia * 1,5 ...
Näin ollen tällaisella kuorma-autolla ei tarvitse olla vauhtia kuin
15.8km/h / 1.5 = 10km/h ...
Revi sit siitä...
Noh, ruvetaas repimään...
Eli ensinnäkin, jos nyt mietitään sitä ukkelia sen pärrän kanssa ja päädyttiin siihen tulokseen että kuskin massa pyörineen on 250kg ja se painaa menemään 200km/h eli 55,56m/s. Liike-energiaa tällä yhdistelmällä on tosiaan tuo jo mainittu 385,8kJ (1/2 * 250kg * (200km/h / 3,6km). Jos sitten ajatellaan sitä 40 000kg painavaa rekkaa verrataan sitä edelliseen, niin saadaan yhtälö joka näyttää seuraavalta. 1/2 * m(1) * (v(1))^2 = 1/2 * m(2) * (v(2))^2, tästä kun molemmat puolet kerrotaan kakkosella, jaetaan m(2):lla ja otetaan neliöjuuri, saadaan v(2) ratkaistua. Kun sijoitetaan saatuun yhtälöön sqrt( m(1) * (v(1))^2 / m(2)) = v(2) arvot m(1) = 250kg, v(1) = 55,56m/s ja m(2) = 40 000kg saadaan sen 40 000kg painavan rekan nopeudeksi 4,39m/s eli 15,8km/h. No jos nyt sijoitetaankin sinne 60 000kg, niin arvoksi saadaan 3,59m/s, joka on likimain 12,91km/h, ei 10km/h. Mikäli haluttaisiin sen rekan kulkevan 10km/h ja liike-energian olevan sama motoristilla, täytyisi rekan painaa 100 000kg. (1/2 * 100 000kg * (10km/h / 3,6)^2 = sama 385,8kJ). No nämä liike-energiset tarkastelut eivät sano ainakaan minulle paljaina lukuina yhtään mitään.
Revitään siis lisää.
Otetaan avuksi suure liikemäärä, liikemäärästä ja törmäyksistä voitaneen sanoa että liikemäärä törmäyksissä säilyy aina. Liike-energia säilyy mikäli törmäys on täysin kimmoisa, kimmottomassa törmäyksessä liike-energia ei säily ja täysin kimmottomassa törmäyksessä törmänneillä kappaleilla on sama nopeus törmäyksen jälkeen, toisisanoen ovat takertuneina toisiinsa. Täysin kimmoisat törmäykset ovat käytännössä harvinaisia, sillä kappaleet yleensä menevät enemmän tai vähemmän ruttuun. Hukattu liike-energia käytetään juuri näiden ruttujen aikaansaamiseksi, yleensä myös kuuluu jonkinmoista ääntä sekä ruttaantuvat osat lämpenevät. Liikemäärä on kappaleen nopeuden ja massan tulo, sen tunnus on yleensä p ja yksikkö kgm/s.
Ajatellaanpa sitten tilannetta, jossa motoristi tosiaan ajaa 200km/h nopeudella vaikka 1000kg massaisen henkilöauton kylkeen, joka on tullut kolmion takaa keskelle tietä, eikä ehdi säikähdyksestä kuin jarruttamaan suoraan motoristin eteen. Oletetaan vielä että henkilöauto ehtii pysähtyä paikalleen ja että prätkä ja auto tarttuvat törmäyksessä yhteen. Motoristin liikemäärä ennen törmäystä on siis m(m) * v(m) ja henkilöauton m(h) * v(h), koska liikemäärä säilyy, täytyy näiden kahden summan olla yhtä suuri, kuin liikemäärä lopuksi, joka on siis m(m) * v(l) + m(h) * v(l), molemmilla siis sama nopeus. (Symbolit m(m) = massa motoristin, v(m) = nopeus motoristin, m(h) massa henkilöauton, v(h) = nopeus henkilöauton ja v(l) = loppunopeus). Merkataan siis nämä yhtäsuuriksi (m(m) * v(m) + m(h) * v(h) = m(m) * v(l) + m(h) * v(l)) ja ratkaistaan v(l) = (m(m) * v(m) + m(h) * v(h)) / (m(m) + v(m)). Tähän kun sijoitetaan vielä arvot, saadaan loppunopeuden arvoksi 40km/h.
Kuinka nopeasti törmäys sitten tapahtuu? Jos henkilöauton leveys on 3 metriä ja moottoripyörä tunkeutuu koko tämän 3 metrin matkan auton sisään ja prätkän nopeus oli törmäyksen alussa 200km/h ja lopussa 40km/h. Tästä saadaan keskinopeudeksi törmäyksen ajaksi 120km/h, mikä on noin 33,3m/s, ja tällä nopeudella 3 metrin matkaan tuhraantuu aikaa tasan 0,09s. Lasketaanpa sitten kiihtyvyyksiä, motorisin nopeus muuttuu arvosta 200km/h arvoon 40km/h eli muutos on 160km/h eli 44,4m/s, kiihtyvyyshän kuvaa nopeuden muutosta ajan suhteen, joten kiihtyvyys on 44,4m/s / 0,09s = 493,8m/s^2. Tämä on suunnilleen 50 G:n suuruinen kiihtyvyys (1G = 9,81m/s^2) , motoristista siis tuntuu, että hänen painonsa 50 kertaistunut. Auto taas 0km/h -> 40km/h samassa ajassa, siihen kohdistuu 123,4m/s^2 suuruinen kiihtyvyys, tämä vastaa noin 12,6 G:tä. Liikenergiaa systeemillä on törmäyksen jälkeen 1/2 * (1000kg + 250kg) * (40km/h / 3,6)^2 = 77,2kJ, eli tasan viidesosa eli 20% alkuperäisestä. Törmäyksen aikana hukattiin energiaa 308,6kJ, 3429kW:n teholla. Tämä kaikki energia on hukattu muodonmuutoksiin, kilinöihin ja paukkeeseen sekä lämmöksi. Mikäli moottoripyörän autosta läpi ajamiseksi tarvitaan vähemmän energiaa kuin mitä tässä laskemalla saatiin, hulahtaa kuski pyörineen siitä tosiaan läpi. Silloin kiihtyvyyden ovat pienempiä, mutta tätä tilannetta on vaikea etukäteen laskea, kun ei tiedossa kuinka paljon auto, prätkä sekä kuski kestävät. Mikäli taas tormäys tapahtuu nopeammin, eli pyörä ei etene autossa koko sen 3 metrin leveyttä, ovat kiihtyvyydet suurempia. Sivun
http://en.wikipedia.org/wiki/Acceleration_due_to_gravity lopussa kerrotaan g-voimista, joita ihminen on kestänyt.
Millä nopeudella sen 60 000kg massaisen rekan sitten pitää törmätä autoon, että rekan ja auton loppunopeus on 40km/h? Rekan nopeuden pitäisi olla 40,67 km/h, eli rekan nopeus ei juuri tässä törmäyksessä muuttuisi. Nyt rekalla on ennen törmäystä liike-energiaa 3828kJ ja yhdistelmällä törmäyksen jälkeen 3765kJ, tästä saadaan erotuksena 62kJ hukattua energiaa. Energiaa hukkuu törmäyksessä siis ainoastaan 1,6%. Edelliseen verrattuna energiaa kuluu törmäyksessä nyt vain noin viidesosa. Nyt jos oletettaisiin että auto ei muuttuisi täydelliseksi levyksi, vaan se painuisi kasaan 50cm, kestäisi törmäys noin 0,045s. Tällöin rekan kuljettaja havaitsisi täpärästi 4,2m/s^2 suuruisen kiihtyvyyden (alle 0,5G), mutta henkilöauto kiihtyisi nopeuteen 40km/h ajassa, joka on vain puolet edellisestä tapauksesta. Näin ollen henkilöauton kiihtyvyys olisi 249m/s^2, eli 25,4 G:tä.
Mikäli rekka törmää nopeudella 12,9km/h (liike-energia sama), on rekan ja auton yhteinen nopeus törmäyksen jälkeen 12,7km/h
Tässä nyt on tehty rankkoja oletuksia, mm. että törmäyksissä kiihtyvyydet ovat koko törmäyksen ajan vakioita, lisäksi tarkastelu olettaa, että tapahtumat tapahtuvat kitkattomalla alustalla. Tämä johtaa siihen, että törmänneiden kappaleiden yhteinen nopeus törmäyksen jälkeen on pienempi kuin mitä laskuissa on esitetty. Myöskin nämä törmäyksien kestoajat ja matkat perustuvat ihan mutu tietoon.