組别 : 第四組 組員 : 4A0L0054 鄭弘祥 4A0L0057 林煒倫 4A0L0134 陳一誠 指導老師：葉義生 老師 物理報告 - 安全帶 圖改編於

若不繫安全帶， 汽車撞擊時可能： 1. 撞上車中的硬物，基於慣性原理，撞擊力甚大。 2. 甩飛出車外。 3. 若有配置安全氣囊，將使人與爆出來的氣囊相 撞， 易造成顏面、眼睛和胸部受傷，得到反效果。 內文 :

亞里斯多德 在宇宙裏，所有物體都有「自然位置」。物體會 固定不動於其自然位置。被移離其自然位置的物 體，會傾向於回返其自然位置。細分「自然運動 」與「暴烈運動,violent motion 」 。所有暴烈運 動不具有永久性，都會中止結束。想維持暴烈運 動，必需繼續施加暴烈力於物體，使其移離自然 位置。 伽利略主張，只有施加外力，才能改變物體速度 ；維持物體速度不變，不需要任何外力。伽利略 於是總結，假若不碰到任何阻礙，運動中的物體 會持續地以勻速直線運動。 伽利略 · 伽利萊 慣性定律歷史 這張投影片全改編於

伽利略的實驗 如圖所示，靜止的球從點 A 滾至 B ，球體會滾上 BC( 或 BD 、 BE 、 BF) ，假設兩塊斜面非常的平滑，摩擦係數超小， 空氣阻力微弱，會滾到與 A 相同高度的點 C(D 、 E 、 C 或 F) ，假設斜面是水平面 BH ，則該小球永遠不能滾到先前的 高度，因此會不停地呈勻速直線運動。 伽利略的點子導致牛頓的第一定律 ── 不施加外力，沒有 加速度，因此物體會維持速度不變。牛頓將這定律的點子 歸功於伽利略。第一定律其實是伽利略所提出的慣性定律 的再次陳述。 A B CDEF H 這張投影片全改編於

慣性定律 牛頓提出的第一、第二、第三 運動定律，其中第一運動定律 ，又被簡稱為慣性定律。 一開始為靜止或以定速作直線 運動的物體，如果不受到不平 衡力的作用，將會保持原來的 狀態。 也就是「靜止者恆為靜止，而 動者恆在一直線上作等速的運 動。」 本文，圖片 : 物理泰斗艾薩克 · 牛頓. Every body perseveres in its state of rest, or of uniform motion in a right line, unless it is compelled to change that state by forces impressed thereon.

A.D. 安全帶歷史 1855 年 Edward J. Claghorn 在紐約申請了美國首個，也是世界首個安全帶 的專利（編號 ），但是出現在馬車上，而非汽車。 瑞典富豪汽車工程師尼爾斯．博林 (Nils Bohlin) 發明三點式安全帶，申請專 利並開放了這項專利，至今汽車一直使用這項發明。 1958 年 兩名美國飛行員設計 Y 形的三點式安全帶，申請了專利。這種安全 帶各端點的設計不理想，人體在受力狀態下仍能移動，扣環不當的 位置未能保護人體的作用。 1951 年 美國婦女克麗絲在交通事故中罹難，成為世界上第一個死於車禍 的人。此時人們意識到，速度令人愉悅的同時，也能帶來災禍。 為了把這種傷害降到最低，開始了各種嘗試。 1899 年 內文改編 :

基本原理 平常棘輪可自由轉動，一 旦車子減速 ( 可能由於緊急 煞車或碰撞減速 ) ，滑塊因 慣性向前，使桿頂住棘輪， 因而使得安全帶被鎖死而 無法拉長，才能將乘客固 定在座位。 內文，圖 8-1:Serway’s College Physics 原理 利用汽車減速的慣性來卡住安全帶 偵測織帶被拉出來的加速度以鎖定織帶 利用燃爆原理的預緊式安全帶

現在安全帶原理 是偵測織帶被拉出來的加速度以鎖 定織帶，核心元件是一個離心式離 合器， 一種安裝在旋轉卷軸上的加 重擺桿。當卷軸慢轉時，擺桿不擺 動。有個彈簧使它保持在原來位置。 猛拉安全帶時，卷軸將快速旋轉， 離心力驅使擺桿加重向外擺動。伸 長的擺桿會推動卷收器殼上的凸輪 通過滑動銷與一個樞轉棘爪相連。 當凸輪移到左側時，滑動銷會沿棘 爪的槽口移動。這會將棘爪拖入與 卷軸相連的旋轉棘輪。棘爪鎖入輪 齒中，禁止逆時針旋轉。 內文，圖 9-1: ▲圖 9-1

預緊式安全帶 內文 : 圖 10-2: 圖 10-1: 藏在 B 柱 捲收器 電子控制 預拉緊裝置 控制裝置 機械控制 利用爆燃原理 當汽車受到碰撞預拉緊裝置被激發時， 導管內的氣體立即引爆氣體，產生大 量氣體膨脹，使活塞向上移動拉動繩 索，繩索帶動驅動輪旋轉，使捲收器 裡的捲筒轉動，把織帶往回拉，拉到 一定程度時，卷收器會鎖止織帶，固 定乘員身體。 預緊式安全帶裝置有氣體引發劑和氣 體發生劑，因此有效期滿必須要更換 ▲圖 10-2

即腿帶，常見於飛機，只束縛了人的腹部。這種安全帶在飛 機上，遇到氣流導致的顛簸還挺管用，可在汽車上，有個急 剎車，人的上半身在慣性的作用下，還是會往前衝。 發展 - 二點式 內文 : 圖 9-1: 圖 9-2: ▲圖 10-2 ▲圖 10-1

發展 - 三點式、四點式 內文 : 圖 11-2: 圖 11-1http://car.sogi.com.tw/newforum/article_list.aspx?topic_id= 圖 11-3: 三點式 : 腿帶、肩帶兼用， 在汽車上最常見的款 式，能防止乘客向前 撞和左右移動位置。 四點式：主要用於賽車 ， 兩肩各有一帶穿過， 中間 ( 約肚臍的位置 ) 用 一組扣環將兩帶結合。 ▼圖 11-3

發展 - 五點式、六點式 五點式：用於賽車、兒童 安全座椅，一條帶穿過 雙腿；兩肩各有一帶穿 過。 內文 : ‘ 圖 12-1http:// 圖 12-2: 六點式安全帶主要出現在賽 車上。從人側前方、側面和 肩部各伸出兩條帶子，把人 固定在座位上，動彈不得。 對乘員的保護提高了許多， 降低了胸部的壓縮量，避免 對內臟的損傷。 ▲圖 12-1 ▲圖 12-2 圖 12-3:

發展 - 充氣式安全帶 福特汽車公司專門為後 排座乘客研製了一種充 氣式安全帶，防止兒童 出現肋骨折斷、內傷和 瘀傷有效。此發明將傳 統安全帶和氣囊的功能 合二為一，。這種安全 帶可以減少碰撞時對後 座乘客的頭、頸、胸部 受到的傷害。 內文 : “ ” 圖 14-1: 圖 14-2: ▲圖 14-1

The end