Суперхеројска физика - ГРИН
Физички и социјален трактат
Техничка работа (училиште) 2016 28 страници
Примерок за читање
Содржина
2. Физика на стрипот и филмскиот херој Спајдермен
2.1 Спајдермен
2.2 Еластичноста на пајаковите нишки на Спајдермен
2.3 Замавнување на нишалото
2.3.1 Нормално замав на нишалото на Спајдермен
2.3.2 Почеток на Спајдермен во рамките на нишалото
2.4 Слободниот пад во пајакот
3. Социјална интеракција со суперхерои
3.1 Интеграција на суперхероите
3.1.1 Проблеми на етнички колонии на суперхерои
3.1.2 „Циклусот на расни односи“ што се применува на суперхероите
7. Директориуми
7.1 Библиографија
7.2 Интернет извори
7.3. Извори на филмот
1. Вовед
Во филмовите и стриповите за суперхероите се прикажани дејства што изгледаат прилично сомнителни од физичка и социјална гледна точка. Сепак, читателот, како и гледачот немаат можност да ги проверат прикажаните дејства и на тој начин може да добијат погрешен впечаток за физичките закони и социјалното однесување.
Поради ова, важно е да се анализира до кој степен настаните прикажани во стрипови и филмови одговараат на реалноста. Оваа цел формира поголем проект за кој сè уште не е сеопфатно работено. Оваа работа треба да помогне да се пополнат соодветните подлабоки празнини во знаењето.
Во продолжение, стрипот и филмскиот херој Спајдермен од истоимениот филм [1] е испитан по физика при движење со пајакови нишки. Исто така, анализира како едно реално општество би се справило со суперхероите во реалноста.
Бидејќи скоро секое дејство на суперхеројот Спајдермен се одвива врз основа на неговите пајакови нишки, потребно е да се провери еластичноста на неговите пајакови нишки. Понатаму, неговите различни нишалки во нишалото, што ги прави со помош на пајакови нишки, треба да бидат подложени на физичка анализа. Целта е да се разјасни која изведба би требало да ја обезбеди Спајдермен во споредба со нормалните луѓе за да ги совладаат неговите типови на лулашки. Во врска со ова, неговото „нормално“ замавнување на нишалото прво се анализира на два различни начина, при што се разгледува само нормалното замавнување и во однос на понатамошната анализа, случајот во кој само почнува да се лула од пониска точка во нишалото. Бидејќи Спајдермен во филмот може да се спаси од слободен пад со една од неговите пајакови нишки, постои интерес и да се испита овој случај во однос на неговата реалност.
Со цел да се развие очекуваното постапување со реално општество со суперхерои, се анализира степенот до кој суперхероите би можеле да бидат интегрирани во реално општество. Во врска со ова, особено е важно да се разјасни дали и како би се формирале етнички групи суперхерои и што може да биде проблем за успешна интеграција.
За физичкиот дел, филмот „Спајдермен“ е прегледан со цел да се добие слика за аспектите што треба да се анализираат. [2] Основата на знаењето е создадена во форма на формулите што треба да се користат. Главен проблем на физичката анализа во врска со Спајдермен е недостатокот на „технички податоци“. Сепак, овие физички параметри може да се заклучат врз основа на сцените со Спајдермен прикажани во филмот. Податоците за споредливи, вистински видови пајаци даваат информации за својствата на пајаковите нишки Спајдермен. Информациите за растојанија и должини, кои се неопходни во текот на физичкиот преглед, исто така може да се изведат од филмот со критичко испитување на соодветните филмски секвенци.
За социјално разгледување во областа на интеграцијата, се применува циклус на интеграција кај суперхероите, кој веќе е истечен во минатото во однос на реалните групи на население и со тоа се создава споредливост. Постојат и публикации кои ги опишуваат причините за формирање на етнички групи и придружните проблеми. Овие наоди може да се применат и на суперхероите.
Со цел да се добие преглед на физичките својства на Спајдермен, оправдани се разумно претпоставените пресметани вредности за неговите физички параметри, особено неговата пајакова свила. Физичкото размислување потоа започнува со нормалното замавнување на нишалото на Спајдермен. Ова потоа се анализира повторно под поинаква состојба. Со анализа на физиката за слободен пад на Спајдермен, физичкото разгледување се должи на рамковните услови на оваа работа.
Следува дискусија за тоа како општеството се справува со суперхероите, во која се претставени можните причини за појава на етнички колонии на суперхерои. Социјалниот аспект е заокружен со давање илустрација за тоа како може да изгледа можен процес на интеграција на суперхероите.
2. Физика на стрипот и филмскиот херој Спајдермен
2.1 Спајдермен
Спајдермен е главниот лик во филмот „Спајдермен“ [3]. Тоа е измислена личност, која откако ја касна генетски модифициран пајак, сега ги има моќта на ова. Ликот Спајдермен е во можност, на пример, да пука пајакова свила од нејзините зглобови. [4]
Филмот „Пајак-човек“ покажува дека пајакот што го гризнал (слика 1) е вид од родот Аранеус (градинарски пајак). [5] Освен со бојата, изгледа крајно слично на Araneus diadematus (градинарски пајак) (Слика 2). Врз основа на оваа сличност, физичките својства на пајаковата свила од градинарски пајак се проектираат на пајаковата свила на Спајдермен (Слика 3). Бидејќи пајакот во градината, меѓу другото, ја користи и таканаречената „пајак-водилка на пајакот“ за превоз, пајакот се испитува под претпоставка дека тој користи и ваков вид пајакова свила за извршување на своите „херојски дела“.
За понатамошните физички пресметки за Спајдермен, се претпоставува дека главниот лик тежи 70 кг. Ова одговара соодветно на големината на главниот актер прикажан во филмот „Спајдермен“, земајќи го предвид неговото атлетско тело. [7] Покрај тоа, за сите пресметки се претпоставува дека неговата свила водилка е цилиндрична и има дијаметар од 1 см. [8-ми]
2.2 Еластичноста на пајаковите нишки на Спајдермен
Со цел да се провери еластичноста на пајакот свила на Спајдермен во истоимениот филм за неговата можна содржина во реалноста, прво се разгледува ситуацијата во филмот опишан подолу. Таму Спајдермен држи гондола на „Островот Рузвелт трамвај“ во Yorkујорк натоварен со околу 15 училишни деца и двајца возрасни со една од неговите пајакови нишки, како и неговата девојка Мери Janeејн. [9] Под претпоставка дека секое дете тежи 30 кг, двајцата возрасни по 80 кг и Мери Janeејн 60 кг, покрај тежината на Спајдермен (70 кг), има делумно оптоварување од 740 кг. [10] По додавањето на тежината на празната гондола, за која се претпоставува дека е 2 тони, вкупниот товар е 2740 кг. Во продолжение, не е пресметано дали Спајдермен или личност воопшто ќе можат да се справат со ваква тежина, туку дали пајакот конец на Спајдермен ќе може да ја држи оваа тежина.
Со цел да се пресмета максимално вчитната маса на пајаковата водилка на Спајдермен, прво е потребна максимална сила (Fmax) што може да ја издржи конецот.
Слика не е вклучена во овој екстракт
Цврстина на истегнување (σ) на свилата од пајакот, со други зборови "јачина" на пајакот, е максималната механичка напнатост што свилата може да ја издржи пред да се скрши.
Површината на пресекот (А) за водичот Спајдермен дебел 1 см е површина од 7,85 * 10-5 м2. [11] Цврстината на затегнување на пајакот на конецот од пајакот на градината што се користи за споредба е 1,1 GPa. [12] Производот од овие две вредности резултира во максимална поднослива сила на упатствата за Спајдермен од 86350 Н. [13]
Максималната маса што може да виси на конецот може да се пресмета со помош на формулата за силата на тежината (формула 2). За таа цел, максималната сила што може да дејствува на водичот пред да се скрши се поистоветува со тежината на силата (формула 2).
Слика не е вклучена во овој екстракт
Познатата вредност од 9,81 m/s2 се користи за забрзување поради гравитацијата (g) во разгледуваниот случај. По решавањето на формулата за тежина според масата, количникот во формулата 3 ја дава максималната маса што може да ја носи водичот на Спајдермен.
Слика не е вклучена во овој екстракт
Со максимална сила од 86350 N, што може да дејствува на водичот, како и забрзување поради гравитација од 9,81 m/s2, следува тежина од 8802,24 kg, [14] што може да го држи пајакот водич свила Спајдермен пред него солзи.
Бидејќи ова е далеку повеќе од 2,7 t што треба да се одржат во истражената филмска сцена, пајакот ќе може да држи повеќе од трипати поголема од оваа тежина. Што се однесува до стабилноста на пајакот, прикажаната сцена е реална според околностите.
2.3 Замавнување на нишалото
2.3.1 Нормално замав на нишалото на Спајдермен
Спајдермен се движи низ улиците на Newујорк главно користејќи нишалки на нишалото на неговите пајакови нишки (Слика 4). Тој успева да го стори тоа со скок во нов нишал што го создаде штом се заврши замав со нишало. [15]
Во моментот во кој се менува од стариот нишало во нов, има брзина од 0 m/s. Новиот нишал има пајак-водич, должина од 30 m поставена за следниве пресметки: Веднаш штом ја отпушти пајакот и е поврзана со нишалото, тој има потенцијална енергија во нишалото, што доаѓа преку неговото растојание од земјата. Во нишалото на почетокот на замав, ова е еднакво на кинетичката енергија што ја достигнува на дното на нишалото. За да се пресмета брзината, овие две равенки, како што е прикажано во формулата 4, се изедначуваат. Масата се отсекува.
Слика не е вклучена во овој екстракт
Ако равенката е преуредена според брзината на квадрат, [16] квадратниот корен на производот ја дава брзината (формула 5).
Слика не е вклучена во овој екстракт
Формулата покажува дека само должината на нишалото е променлива променлива што влијае на брзината.
Со помош на равенката за брзината, сега е можно да се разгледаат g-силите. Овие се предизвикани од центрифугалното забрзување (аз), кое делува на Спајдермен во нишалото (Формула 6).
Слика не е вклучена во овој екстракт
Вметнувањето на формулата 5 во формулата 6 резултира во:
Слика не е вклучена во овој екстракт
Излегува дека максималните G-сили што можат да дејствуваат во нишало никогаш не можат да надминат максимално забрзување од 2 g, без оглед на должината. [17]
Времето што му треба на Спајдермен за целосен замав на нишалото одговара на половина од периодот на нишалото, што се пресметува според формулата 8.
Слика не е вклучена во овој екстракт
Сепак, бидејќи Формула 8 може да се користи само за мали дефлексии помали од 10 ° на нишалото, а замавувањето на Спајдермен е отклон од 90 °, потребно е процентно отстапување на времетраењето на периодот од ова отклонување. Ова може да се одреди со помош на симулација на нишало со нишка од Универзитетот во Колорадо [18], бидејќи периодот е наведен во симулацијата заедно со аголот поставен. Должината на нишалото и фиксната маса не се релевантни во однос на процентното отстапување на времетраењето на периодот. Со цел да се добие најточна можна процентуална девијација, ова се пресметува помеѓу 1 ° и 90 °, при што е 18%. [19] Периодот според формулата 8 одговара на вредност од 10,99 с. [20] Во случајот што го разгледува Спајдермен, периодот е 12,97 с. Како резултат на 18% што треба да се додаде. [21] Замав со нишало затоа, од почетната позиција до целната позиција, потребни се 6,49 с. За Спајдермен ова значи дека тој мора да држи тежина на рацете за овој временски период за секое замавнување, што е помеѓу неговата телесна тежина од 70 кг во моментот на скокот на високата точка а неговата двојна телесна тежина е на дното.
Нашите сопствени резултати од мерењата покажуваат дека е можно добро обучена личност да држи двојно поголема сопствена телесна тежина до 26 секунди додека виси на рацете (слика 5). Бидејќи двојно се забрзува забрзувањето поради гравитацијата за време на замав со нишало во периодот од висока точка до ниска точка и се намалува од ниска до висока точка, може да се претпостави дека 1 g мора да се издржи за половина од замав и 2 g за другата половина. Како резултат, околу 1,5 g мора да издржат за нишање на нишалото во период од 6,49 s. Затоа, еден и пол пати од временскиот период во кој може да се издржи 2 g одговара на времето што може да се потроши замавнувајќи со нишалото. Ова резултира со 39 секунди, што значи дека би биле можни најмногу шест лулашки од по 6,49 секунди. По овие шест нишалки на нишалото станува критично и постои ризик да падне. Според овие вредности, Спајдермен треба да биде посилен од мускулната маса прикажана во филмот за да може да изведува континуирани нишалки на нишалото дури и со подолго траење. [22] Според тоа, мускулната маса на Спајдермен прикажана во филмот е недоволна и нереална.
2.3.2 Почеток на Спајдермен во рамките на нишалото
За време на првото замавнување на нишалото на Спајдермен, тој се наоѓа на покривот на една куќа, од каде што пука со пајак конец во подем на кран, кој се наоѓа на спротивната страна од улицата. Кога Спајдермен скока низ улицата, тој удира на билборд директно под кранот и се лизга надолу неповреден.
За да се тестира дали Спајдермен може да преживее ваков судир, потребна е брзина со која тој ќе го погоди wallидот. Ова произлегува од формулата 5. Сепак, бидејќи кранот е повисок од почетната позиција Спајдермен, висинската разлика мора да се одземе од должината на нишалото за точна пресметка на неговата брзина. Оваа разлика може да се одреди со помош на тангентата од аголот на Спајдермен до бумот на кранот и растојанието помеѓу локацијата на Спајдермен и кранот (Слика 6). За сите следни пресметки, се претпоставува растојание на кран до покривот на куќата од 50 m и агол од 20 ° до бум. [23] За пресметка на тангентата од 20 °, се формира количникот на дополнителната висина на кранот (hK) како спротивна страна и растојанието на кран (sK) како соседна страна. Прекројувањето според дополнителната висина на кранот резултира со тоа што кранот е за 18,2 м повисок од позицијата на Спајдермен. [24] Користејќи ја оваа висинска разлика и Питагоровата теорема, потребната должина на нишалото (lP) за замав може да се одреди како 53,21 m. [25]
Со цел последователно да се пресмета брзината со која Спајдермен го погодува билбордот на најниската точка на нишалото, покрај должината на нишалото, мора да се додаде друга променлива во формулата за брзината, што зависи од должината на невитканата висина ( hK) одбитоци (Формула 9).
Слика не е вклучена во овој екстракт
[1] Спајдермен. Р.: Раими С.; Сценарио: Копп Д. САД: корпорација „Колумбија Пикчрс“, Марвел Ентерпрајзс, Лора Зискин Продукција 2002 година.
[4] видете Спајдермен. Р.: Раими С., сценарио: Копп Д., САД: Колупријација Колумбија Пикчрс, Марвел Ентерпрајс, Лора Зискин Продукција 2002, минута 27:09 - 27:18.
[5] види Р.: Раими С., сценарио: Коеп Д., а. а О.минута: 10:23 - 10:27.
[6] види Гослин, Ј. М. и сор.: Механичкиот дизајн на пајаковите свила: Од низата на фиброин до механичката функција, во: Journalурнал за експериментална биологија, бр. 202, стр. 3295.
[7] видете Спајдермен. Р.: Раими С., сценарио: Копп Д., САД: Колумбија Колумбија Пикчрс, Марвел Ентерпрајс, Лора Зискин Продукција 2002, минута: 18:25 - 18:50, минута: 25:07.
[8] види Р.: Раими С., сценарио: Коеп Д., а. а О.минута: 17:25 - 27:29.
[9] види Р.: Раими С., сценарио: Коеп Д., op. а О.минута: 102: 45 - 102: 50.
[12] Кубик С.: Влакна со високи перформанси од пајакова свила, во: Анџеванте хеми. Меѓународно издание, број 41, стр. 2721.
[15] види Спајдермен. Р.: Раими С., сценарио: Копп Д., САД: Колумбија Колумбија Пикчрс, Марвел Ентерпрајс, Лора Зискин Продукција 2002, минута: 45:56 - 46:06.
[18] видете Дабсон, М./Лобелин, Т. (2011): Лабораторија за нишало. phet.colorado.edu/sims/pendulum-lab/pendulum-lab_de.html (статус: 10.03.2016).
[22] види Спајдермен. Р.: Раими С., сценарио: Копп Д., САД: Колупријација Колумбија Пикчрс, Марвел Ентерпрајс, Лора Зискин Продукција 2002, минута: 18:35 часот.
[23] види Р.: Раими С., сценарио: Коеп Д., op. а О.минута: 26:44 - 26:46.