cât de rapid este personajul X-Men Quicksilver, cunoscut și sub numele de Peter Maximoff (și fiul lui Magneto)? Acesta ar fi un subiect popular de dezbatere la barul de benzi desenate—dacă ar exista un bar de benzi desenate. Dacă există un astfel de bar, trebuie să plec.
putem să răspundem la această întrebare, începând cu o scenă din filmul X-Men: Apocalypse din 2016. În ea, Quicksilver ajunge la școala lui Xavier pentru tinerii supradotați (conacul X-Men). Chiar când ajunge acolo, își dă seama că este în proces de suflare. Asta înseamnă că depinde de Peter să-i salveze pe toți. El face mai multe călătorii în și din conac pentru a aduce studenții în siguranță. Și aici îi voi estima viteza.
comentariu preventiv. Da, știu că e doar un film. Da, știu că nu e real. Nu-mi pasă. Așa îmi arăt aprecierea față de filmele cu supereroi, scoțând mișcările fizicii. Asta e doar ceea ce fac.
calculez viteza
Să presupunem că alerg prin curte, ating un copac și apoi mă întorc de unde am început. Dacă știu timpul necesar și distanța totală, pot calcula viteza medie ca:
asta pare simplu, dar trebuie să subliniez că aceasta este viteza medie. Asta este ceea ce veți obține atunci când împărțiți distanța parcursă (centimetrii) la timpul necesar (centimetrii). Nu confundați acest lucru cu viteza medie. În mod normal, când spunem viteza medie vorbim despre viteza vectorială. Aceasta depinde de poziția de pornire și de sfârșit a mișcării. Dacă alerg spre copac și înapoi, viteza mea medie ar fi vectorul zero.
acum trebuie doar să estimez distanța și timpul și boom—ul-am viteza medie de argint rapid. Desigur, sună simplu, dar există unele probleme. Am de gând să nevoie pentru a estima unele lucruri. Cum ar fi:
- timpul total este nevoie de Quicksilver pentru a salva toți acești oameni.
- numărul de călătorii pe care le face în și din conacul X-Men.
- procentul de timp pe care îl aleargă vs.timpul pe care îl petrece doar făcând gesturi stupide și jucându-se cu lucruri.
să începem cu cea mai ușoară estimare—timpul. Quicksilver pare să observe (cumva) explozia chiar când începe în interiorul conacului. Nu știu de unde știe că a explodat. El nu poate auzi, eventual, pentru că sunetul ar călători cu unda de șoc. De asemenea, el nu poate vedea explozia, deoarece este în interiorul conacului. Oh bine. Cred că nu contează. Dar totuși—timpul total trebuie să fie timpul necesar pentru ca unda de șoc de la explozie să se extindă în curtea exterioară. Atât de mult timp are Quicksilver pentru a-i scoate pe toți.
deci, cât de rapidă este o explozie? Desigur, aceasta nu este o explozie obișnuită. Este cumva conectat la inamicul său, Apocalypse—nu este un exploziv convențional pe bază de substanțe chimice. Dar totuși, acesta este un loc bun pentru a începe. Viteza unei unde de șoc în expansiune se numește viteza de detonare. Din fericire, Wikipedia are un tabel de viteze de detonare.
cea mai lentă viteză de detonare este de la azotatul de amoniu cu o viteză de 2700 m/s, iar cea mai mare (DDF) este de aproximativ 10.000 m/s. pentru a acomoda acest interval de viteze, voi folosi o viteză de detonare de 6000 +/- 3000 metri pe secundă. „+/- „Înseamnă” plus sau minus”, pentru a afișa intervalul de incertitudine. Voi folosi acest lucru pentru toate estimările mele.acum am nevoie de Distanța de explozie. Permiteți-mi să numesc acest dy (pentru Distanța până la curte). Nu am nici o idee în cazul în care acest conac este, așa că am de gând doar să ghicească distanța este 100 +/- 50 metri. Doar pentru a fi clar, cu această notație înseamnă că distanța reală a Curții este undeva între 50 de metri și 150 de metri. Pot pune aceste două estimări împreună pentru a obține timpul total de economisire.
nu am de gând să pună valori în doar încă. Voi face asta la sfârșit. Dar următorul lucru pe care trebuie să-l estimez este numărul total de călătorii pe care Quicksilver le face în și din conac. Acest lucru nu este prea dificil, deoarece puteți viziona clipul și puteți număra de câte ori apucă pe cineva (uneori apucă două persoane). Folosind degetele și degetele de la picioare, număr 21 de călătorii. Voi numi această variabilă N și lăsați-o să fie egală cu 21 +/- 1 (în cazul în care am adăugat unul sau am ratat unul).
acum că am Numărul de călătorii, distanța de călătorie (până la curte) și timpul total, am aproape tot ce am nevoie. Pot împărți timpul total de explozie la numărul de călătorii pentru a obține timpul pentru o călătorie. Singura problemă este că acest lucru nu prea funcționează. Quicksilver trebuie să se comporte ca un copil și să se oprească și să se joace cu lucruri în timp ce salvează oameni. Nu pot estima cu adevărat timpul pe care îl pierde, deoarece filmul se joacă în mișcare lentă. În schimb, voi estima procentul din timpul total pierdut. Să numim acest Pw (procent pierdut) cu o valoare de 10 +/- 10 procent. Asta înseamnă că timpul pentru o călătorie în și din conac poate fi calculat ca:
acum pentru expresia finală. Aceasta este ceea ce ați fost de așteptare pentru. Aceasta este expresia pentru viteza de argint rapid.
aceasta este o ecuație frumoasă. Îmi place. Observați ceva aici? Distanța Curții nu contează (se anulează). Deoarece atât timpul total, cât și distanța totală depind de această distanță de curte, aceasta nu ia în considerare viteza medie. Vezi—am estimat asta degeaba.
dar aici vine partea cea mai bună. Acum că am atât estimări, cât și incertitudini pentru estimări, pot obține o valoare pentru viteza Quicksilver cu incertitudine. Da, Pot obține o gamă pentru viteza lui. Va fi grozav. Deci, cum calculați viteza atunci când cantitățile au incertitudini? Acesta este coșmarul cursului tău introductiv de laborator de fizică. Dar stai. O să simplific lucrurile. Voi folosi metoda” manivelă de trei ori ” pentru calcularea incertitudinilor. Iată cum funcționează.
- calculați viteza. Ignorați toate lucrurile de incertitudine.
- calculați viteza minimă. Utilizați valorile care dau cea mai mică viteză posibilă. Observați că, dacă împărțiți în funcție de timp, ați folosi cel mai mare timp posibil pentru a obține cea mai mică viteză posibilă.
- calculați viteza maximă. Aceasta este la fel ca viteza minimă-cu excepția faptului că este maximă.
pentru răspunsul final, voi raporta viteza simplă, iar incertitudinea în această viteză va fi media abaterii de la valorile maxime și minime. Asta e. S-o facem. Bineînțeles că voi scrie acest lucru ca un script python-atât pentru că este mai ușor, cât și pentru că asta înseamnă că puteți schimba valorile dacă doriți (știu că doriți să schimbați lucrurile).
OK, doar pentru a fi clar. Care oferă Quicksilver o viteză de 280 +/- 188 kilometri pe secundă (sau, dacă insistați să gândiți în mile pe secundă, 174 +/- 117 mps). Da, este mult mai rapid decât viteza sunetului, dar mult mai lent decât viteza luminii. Este vorba despre gama potrivită de viteze. Dar stai. Sunt prea multe întrebări rămase fără răspuns. Iată câteva întrebări pentru teme.
temele
- estimați accelerația Quicksilver în timp ce aleargă la viteză și apoi se oprește. Găsiți valoarea acestei accelerații în unități de „g” unde 1 g = 9,8 m/s2.
- la un moment dat, Quicksilver aruncă unii oameni pe fereastră. Cât de repede ar trebui să fie aruncate și în ce unghi?
- estimați accelerarea oamenilor aruncați de la fereastră în timp ce se ciocnesc cu perdelele (care îi prind).
- care sunt alte viteze calculate de Quicksilver din alte scene? Sugestie: Știu că acest lucru este acolo de când l—am scris-dar trebuie să-l căutați. Oh, ce zici de Flash? Cât de rapid e?
- la începutul scenei, Quicksilver mănâncă un twinkie. Câte twinkies ar trebui să mănânce pentru a obține suficientă energie pentru a salva toți acești oameni?
- cum rămâne cu rezistența aerului? Estimați rezistența aerului pe un om care rulează atât de repede.
- el, de asemenea, să mergem de twinkie la început. Se pare că plutește în aer—dar nu. nu, cade, dar lucrurile se desfășoară în mișcare super lentă. Utilizați acest lucru pentru a estima rata de mișcare lentă a filmului.
- estimați coeficientul de frecare statică între Quicksilver și sol pentru a rula ca el.
un ultim punct. Nu cred că Quicksilver aleargă repede. În schimb, cred că are capacitatea de a controla timpul. El poate face timp încetini în jurul lui, astfel încât se pare ca el se execută rapid. Asta înseamnă că nu trebuie să aibă accelerații super mari sau coeficienți de frecare și alte chestii. Dar cui îi pasă cum lucrează. E încă un supererou.
mai multe povești grozave cu fir
- dublarea blocurilor de ADN ar putea duce la noi forme de viață
- Instacart oferă, dar ne detașează de mâncarea noastră
- ghid cu fir pentru datele dvs. personale (și cine le folosește)
- ați plăti 6.000 USD pentru VR de calitate a viziunii?
- maimuțele cu super-ochi ar putea ajuta la vindecarea orbirii culorilor
- Check out cele mai recente ghiduri de cumpărare și cele mai bune oferte pe tot parcursul anului
- XV vrei mai mult? Înscrieți-vă pentru newsletter-ul nostru de zi cu zi și nu pierdeți cele mai recente și mai mare poveștile noastre