动量实验记录 · 缓冲对比

同样把人停下来，为什么气囊更“温柔”？

I = Δp

两次碰撞的质量和初、末速度相同，动量变化就相同。拖动停止时间，观察相同面积的力—时间矩形会怎样改变形状。

两种情形的 |Δp|600 N·s
硬接触平均力7 500 N
软缓冲平均力1 000 N
硬接触停止快，平均力大
硬接触的平均力时间矩形 矩形面积表示冲量，宽度表示停止时间，高度表示平均冲击力。
矩形宽度是 Δt，高度是平均力 |F̄|，面积就是冲量大小。
软气囊缓冲时间拉长，平均力降低
软气囊缓冲的平均力时间矩形 与硬接触矩形面积相同，但时间更长，平均力更小。
质量和初末速度没变，所以面积仍是同一个 |Δp|。
硬接触的平均力矩形软缓冲的平均力矩形

把图形翻译回公式

|I| = |Δp| = mv = 600 N·s
|F̄| = |Δp| / Δt

软缓冲把停止时间延长到硬接触的 7.5 倍，因此平均冲击力降为其 1/7.5。变的是“高和宽”，不变的是“面积”。