o quão rápido é o X-Men personagem Quicksilver, também conhecido como Pedro Maximoff (e filho de Magneto)? Este seria um tema popular de debate no bar de banda desenhada-se um bar de banda desenhada existisse. Se existe um tal bar, tenho de ir.podemos tentar responder a esta pergunta, começando com uma cena do filme X-Men de 2016: Apocalypse. Nela, Quicksilver chega à escola de jovens dotados de Xavier (A Mansão X-Men). Quando lá chega, apercebe-se que está a explodir. Isso significa que cabe ao Peter salvar toda a gente. Ele faz várias viagens dentro e fora da mansão para trazer os alunos para fora em segurança. E é aqui que vou estimar a velocidade dele.
comentário preventivo. Sim, eu sei que é só um filme. Sim, eu sei que não é real. Não quero saber. É assim que mostro o meu apreço pelos filmes de super-heróis, retirando os movimentos de física. É o que eu faço.
Calculando a velocidade
suponha que corro através do pátio, toco numa árvore e depois volto para onde comecei. Se eu sei que o tempo que isso leva e a distância total, eu posso calcular a velocidade média como:
Que parece simples, mas preciso salientar que esta é a velocidade média. É o que se obtém quando se divide a distância percorrida (Δs) pelo tempo que leva (Δt). Não confunda isto com a velocidade média. Normalmente, quando dizemos velocidade média, estamos a falar da velocidade vectorial. Isso depende da posição inicial e final do movimento. Se eu correr para a árvore e voltar, a minha velocidade média seria o vector zero.
Agora só preciso de estimar a distância e o tempo e o boom—tenho a velocidade média de mercúrio. Claro que parece simples, mas há alguns problemas. Vou precisar de estimar algumas coisas. Tais como:
- o tempo total que leva Quicksilver para salvar todas essas pessoas.o número de viagens que ele faz dentro e fora da mansão dos X-Men.a percentagem de tempo que ele está a correr contra o tempo que passa a fazer gestos parvos e a brincar com coisas.
vamos começar com a estimativa mais fácil—o tempo. Quicksilver parece (de alguma forma) notar a explosão logo quando ela começa dentro da mansão. Não faço ideia de como ele sabe que explodiu. Ele não pode ouvi-lo porque o som viajaria com a onda de choque. Além disso, ele não consegue ver a explosão, já que está dentro da mansão. Bem… Acho que não importa. Mas mesmo assim – o tempo total tem de ser o tempo necessário para a onda de choque da explosão se expandir para o pátio exterior. É o tempo que o Quicksilver tem para tirar toda a gente de lá.então, quão rápido é uma explosão? Claro que não é uma explosão normal. Está de alguma forma ligado ao seu inimigo, O Apocalipse.não é um explosivo químico convencional. Mas ainda assim, é um bom lugar para começar. A velocidade de uma onda de choque em expansão é chamada de velocidade de detonação. Felizmente, a Wikipédia tem uma tabela de velocidades de detonação.
A mais lenta velocidade de detonação é de nitrato de amónio com uma velocidade de mais de 2700 m/s e o mais alto (FDUC) é cerca de 10.000 m/s. Para acomodar esta gama de velocidades, eu vou usar uma velocidade de detonação de 6000 +/- 3000 metros por segundo. O ” + / – “significa” mais ou menos”, para mostrar o intervalo de incerteza. Vou usar isto para todas as minhas estimativas.agora preciso da distância de explosão. Deixe-me chamar este dy (para a distância ao pátio). Não faço ideia onde é esta mansão, por isso vou adivinhar que a distância é … 100 +/- 50 metros. Só para que fique claro, com esta notação isso significa que a distância real do pátio está entre 50 metros e 150 metros. Posso juntar estas duas estimativas para poupar tempo.
não vou colocar os valores em apenas ainda. Eu faço isso no fim. Mas a próxima coisa que preciso de estimar é o número total de viagens que o Quicksilver faz dentro e fora da mansão. Isto não é muito difícil, porque você pode apenas assistir o clipe e contar o número de vezes que ele agarra alguém (às vezes ele agarra duas pessoas). Usando os dedos das mãos e dos pés, conto 21 viagens. Vou chamar esta variável N e deixar que seja igual a 21 +/- 1 (no caso de eu ter adicionado um ou omitido um).
Now that I have the number of trips, the trip distance( to the yard), and the total time, I have just about everything I need. Posso dividir o tempo total de explosão pelo número de viagens para ter tempo para uma viagem. O único problema é que isto não funciona. Quicksilver tem que agir como uma criança e parar e brincar com coisas enquanto salvar pessoas. Não consigo estimar o tempo que ele perde, já que o filme está a passar em câmara lenta. Em vez disso, vou estimar a percentagem do tempo total desperdiçado. Vamos chamar isso de Pw (por cento desperdiçado) com um valor de 10 +/- 10 por cento. Isso significa que o tempo para uma viagem para dentro e para fora da mansão pode ser calculado como:
Agora, para o final da expressão. Era disto que estavas à espera. Esta é a expressão para a velocidade do mercúrio.
Essa é uma boa equação. Eu gosto dele. Notaste alguma coisa aqui? A distância do quintal não importa (cancela). Uma vez que tanto o tempo total quanto a distância total dependem desta distância de quintal, ela não tem em conta a velocidade média. Veja-nós estimamos isso para nada.mas aqui vem a melhor parte. Agora que tenho estimativas e incertezas para as estimativas, posso obter um valor para a velocidade de Quicksilver com incerteza. Sim, consigo um alcance para as velocidades dele. Vai ser óptimo. Então, como se calcula a velocidade quando as quantidades têm incertezas? Este é o pesadelo do teu curso de física. Mas espera. Vou simplificar as coisas. Vou usar o método” manivela três vezes ” para calcular incertezas. É assim que funciona.
- Calcule a velocidade. Ignora todas as coisas da incerteza.
- calcular a velocidade mínima. Use os valores que dão a menor velocidade possível. Observe que se você estiver dividindo pelo tempo, você usaria o maior tempo possível, a fim de obter a menor velocidade possível.
- calcular a velocidade máxima. Isto é como a velocidade mínima-excepto que é a máxima.
Para a resposta final, vou relatar a planície de velocidade, e a incerteza a essa velocidade, será a média do desvio de valores máximos e mínimos. É isso. Vamos a isso. Claro que vou escrever isso como um script python—tanto porque é mais fácil e porque isso significa que você pode mudar os valores se quiser (eu sei que você quer mudar coisas).
OK, só para esclarecer. Isso dá ao Quicksilver uma velocidade de 280 +/- 188 quilómetros por segundo (ou, se insistires em pensar em milhas por segundo, 174 +/- 117 mps). Sim, isso é muito mais rápido do que a velocidade do som, mas muito mais lento do que a velocidade da luz. É mais ou menos o alcance certo das velocidades. Mas espera. Há demasiadas perguntas por responder. Aqui estão algumas perguntas de trabalho de casa.
trabalhos de casa
- estimar a aceleração do mercúrio à medida que ele corre até a velocidade e, em seguida, pára. Encontre o valor desta aceleração em unidades de “g’s” onde 1 g = 9,8 m/s2.em um ponto, Quicksilver atira algumas pessoas pela janela. A que velocidade teriam de ser atirados e em que ângulo?
- estimar a aceleração das pessoas atiradas da janela à medida que colidem com as cortinas (que as capturam).quais são outras velocidades calculadas de mercúrio de outras cenas? Dica: Sei que isto anda por aí desde que o escrevi, mas tens de O procurar. E o Flash? Quão rápido ele é?no início da cena, Quicksilver está comendo um twinkie. Quantos twinkies precisaria ele de comer para ter energia suficiente para salvar todas estas pessoas?e a resistência ao ar? Estime a resistência do ar num humano a correr tão depressa.ele também deixou o twinkie no início. Não, está a cair, mas as coisas estão a correr em câmara super lenta. Use isso para estimar a taxa de movimento lento do filme.
- estimar o coeficiente de atrito estático entre o mercúrio e o solo, a fim de correr como ele faz.
Um último ponto. Acho que o mercúrio não corre depressa. Em vez disso, acho que ele tem a capacidade de controlar o tempo. Ele pode fazer com que o tempo abrande à sua volta, de tal forma que parece que ele está a correr depressa. Isso significa que ele não tem que ter acelerações super altas ou coeficientes de fricção e coisas assim. Mas quem se importa como ele trabalha. Ele ainda é um super-herói.a duplicação de blocos de ADN pode levar a novas formas de vida. a Instacart fornece-nos, mas separa-nos dos nossos alimentos. guia WIRED para os seus dados pessoais (e quem está a usá-lo).macacos com super-olhos podem ajudar a curar a cegueira das cores à procura dos últimos dispositivos? Confira nossos mais recentes guias de compra e melhores ofertas durante todo o ano