• Пт. Янв 27th, 2023

Кино глазами физиков: с какой силой MJ должен держаться за Человека-паука во время полета, чтобы не упасть

Кино глазами физиков: с какой силой MJ должен держаться за Человека-паука во время полета, чтобы не упасть

Сцена, в которой MJ держится за Питера Паркера и они летают на паутине по городу, очень романтична и красива. Но позволим себе немного поскучать и посчитаем, действительно ли можно ездить по такой паутине и не упасть

Кадр 1. Неподвижная паутина

Начнем с того, что поговорим о некоторых силах, действующих на MJ, если она подвижно и вертикально висит на паутине. По сути, если она держится за Человека-паука, это равносильно тому, что она просто держится за паутину. В этой ситуации на него действуют две силы: сила тяжести (mg) и сила натяжения нити – полотна в нашем случае

0

Реклама – продолжение ниже

По закону Ньютона ускорение, которое приобретает тело в результате удара о него, прямо пропорционально силе удара и обратно пропорционально массе тела. Если MJ висит на неподвижной паутине, ее ускорение равно нулю. Это означает, что сила также должна быть равна нулю. Поскольку в вертикальном направлении действуют только две силы, величина подтягивания должна быть равна притягивающей вниз силе тяжести. Так что в этом случае девушке пришлось бы держаться за паутину с силой, равной ее весу. И это вполне возможно.

Кадр 2. Паутина качается

Все становится сложнее, если ЭмДжей и Человек-Паук находятся в пути. Когда Питер Паркер плетет паутину, она цепляется за определенное место. Получается, что когда он срывается и летит, длина паутины становится радиусом окружности, которую он описывает при движении. А когда что-то движется по кругу, оно имеет центростремительное ускорение. Следовательно, направление ускорения объекта, движущегося по окружности, указывает на центр окружности. Это означает, что объект должен быть поражен силой, которая притягивает объект к центру круга. Например, если вы привяжете веревку к футбольному мячу и будете крутить его, он будет двигаться по кругу. Но как только эта струна будет отпущена, шарик полетит прямо (по параболической траектории, если быть точным), потому что уже не будет никакой силы, тянущей его к центру.

ЧИТАТЬ   Мифы и факты: Правда ли, что ношение головного убора приводит к облысению?

Реклама – продолжение ниже

Реклама – продолжение ниже

Так же величина центростремительного ускорения зависит от двух вещей – радиуса окружности и скорости объекта. Это означает, что чем быстрее человек движется по кругу, тем больше центростремительное ускорение. Кроме того, чем больше радиус окружности, тем меньше центростремительное ускорение.

Теперь вернемся к MJ и Человеку-пауку. Если они движутся, а не просто висят, у них ненулевое ускорение. В этот момент ускорение девушки направлено вверх, потому что оно направлено к центру окружности. Чтобы общая сила была равна произведению массы на ускорение, сила тяги должна быть больше силы тяги вниз. Это сложное предложение можно изобразить с помощью скалярного уравнения:

Реклама – продолжение ниже

Реклама – продолжение ниже

С его помощью можно рассчитать растягивающую силу, действующую на MJ во время полета, и, соответственно, силу, с которой она должна остановиться, чтобы не упасть. Для этого нам нужны более-менее точные значения.

Давайте посмотрим

Нам нужно знать всего три величины – длину полотна, скорость МД в нижней части окружности и его массу. Найти массу проще всего. Если принять во внимание современную экранизацию Человека-паука, то достаточно посмотреть на вес актрисы, сыгравшей девушку Питера Паркера. Это была Зендая Коулман, и, если верить сайтам с ее биографией, она весит 59 килограммов.

ЧИТАТЬ   Темные воды Волги: какие опасности скрывает река и кто виноват

Реклама – продолжение ниже

Далее – чтобы узнать, какой длины была паутина (и, соответственно, каков был радиус окружности), которую держали MJ и Питер, попробуем посмотреть на строения вокруг. Если посмотреть трейлер или сам фильм, то можно посчитать количество рядов окон в домах. Допустим, у нас все получилось, и здания вокруг наших героев были восьмиэтажными или даже выше. Пусть высота одного этажа американского здания равна четырем метрам. В этом случае длина полотна составит 32 метра.

Определить скорость немного сложнее, но в целом можно учесть расстояние и время, за которое MJ и Человек-паук его преодолели. Для этого также используем кадры из фильма или трейлера и находим возможные значения. Находим время — по таймлайну видео, которое снято со скоростью 24 кадра в секунду, видим, что время движения составляет 0,417 секунды от начала движения до низа круга.

Реклама – продолжение ниже

Кадр из фильма «Человек-паук: Вдали от дома»

Теперь, если мы оценим начальный угол поворота, мы можем получить длину дуги, то есть расстояние. Начнем с начального угла 30 градусов.

Теперь осталось все это заменить в формуле и рассчитать. Оказалось, что ЭмДжей и Питер Паркер двигались со скоростью почти 40 метров в секунду, поэтому вес около 363 килограммов (3555 ньютонов) активировал девушку. Кроме того, стоит отметить еще одну деталь. Когда вы сидите неподвижно, на вас действует сила тяжести, равная 1 г (9,8 м/с2). Но если человек двигается – так же, как М.Дж. – сила, действующая на него, зависит от его массы. При весе 59 килограммов в нижней части круга девушка будет испытывать силу, равную 6 g — для сравнения, это максимальное ускорение на хардкорных американских горках. Но обычно на таких аттракционах вы сидите в креслах с толстыми сиденьями, пристегнутыми ремнями безопасности. Так что, к сожалению, в реальном мире MJ вряд ли смог бы устоять. Хорошо, что это всего лишь фильм, и мы можем наслаждаться просмотром этой романтической сцены.

ЧИТАТЬ   Ученые доказали, что кофе снижает риск развития аритмии

Source

admin

Похожая запись

Как сохранить тайну и не сойти с ума: научный подход
«Джеймс Уэбб» сделал кольца астероида Харикло
Секрет идеального грузовика: чем удивляет последняя «Колхида»

You missed