راه ترقی

آخرين مطالب

بلند کردن ساختمان توسط سوپرمن، تعبیری هجوآمیز از فیزیک مقالات

بلند کردن ساختمان توسط سوپرمن، تعبیری هجوآمیز از فیزیک

  بزرگنمايي:

راه ترقی - استاد فیزیک با طراحی آزمایش‌هایی نشان داده است که بلند کردن ساختمان توسط سوپرمن در  فیلم لیگ عدالت از نظر فیزیک ممکن نیست.

شما نمی‌توانید با استفاده از قوانین استاندارد فیزیک نیروی سوپرمن ، پرواز کردنش یا دیدش با اشعه ایکس را توضیح دهید. تقریباً همه‌ی کارهایی که او قادر به انجام آن است از لحاظ فیزیکی غیرممکن هستند. اما مردم با این تغییر واقعیت مشکلی ندارند. درواقع همین موضوع است که کارهای ابرقهرمانان را جالب می‌کند. آن‌ها لازم نیست برای سرگرم‌کننده بودن کارهای واقع‌بینانه انجام دهند. اما طبق گفته رت آلن، استاد دانشگاه جنوب شرقی لوئیزیانا و نویسنده این مقاله، گاهی اوقات این موضوع از خط قرمز عبور می‌کند. با نگاهی به صحنه‌ای از فیلم «لیگ عدالت» می‌بینیم که فلش و سوپرمن تلاش می‌کنند تا مردم را از شهری که در حال نابودی است نجات دهند. در این صحنه فلش در حال هل دادن یک کامیون است که مردم در آن حضور دارند. او با سرعت بسیار بالایی آن کامیون را هل می‌دهد و مردم را به سلامت به نقطه‌ی امنی می‌رساند. اما سوپرمن به‌جای نجات چند نفر، در حال پرواز در بالای شهر است در حالی‌که یک ساختمان کامل را حمل می‌کند. رت آلن در این‌باره گفت: «این‌ همان صحنه‌ای است که من با آن مشکل دارم. برای من مهم نیست که سوپرمن می‌تواند پرواز کند. حتی برای من مهم نیست که او می‌تواند در حال حمل یک ساختمان پرواز کند. بلکه آنچه که برای من عجیب است شیوه حمل این ساختمان توسط او است.» او در ادامه با استفاده از قوانین فیزیک این موضوع را به چالش می‌کشاند.
در تصویر بالا نحوه حمل ساختمان توسط سوپرمن نشان داده شده است. طبق گفته نویسنده این مقاله، در این تصویر دو مشکل فیزیکی وجود دارد (البته او با قسمت ابرقهرمانانه که شامل پرواز کردن و بلند کردن اجسام سنگین است مشکلی ندارد). مشکل اول مربوط‌به فشار است. فشار نسبت نیروی واردشده (توسط سوپرمن) به سطح تماس ( اندازه دست سوپرمن) است. او در ابتدا به تخمین فشار بین دست‌های سوپرمن و ساختمان پرداخته است. در مرحله اول او جرم ساختمان را محاسبه کرد. ابعاد این ساختمان برابر با 40 × 15 × 15 متر است. با این ابعاد حجم ساختمان برابر با 9 هزار متر مکعب است. او برای محاسبه جرم به شیوه زیر عمل کرد: من چشمانم را می‌بندم و فرض می‌کنم که این ساختمان در آب شناور است (بدون هیچ نشتی). اما چرا من به ساختمان شناور اهمیت می‌دهم؟ زیرا اگر یک سوم ساختمان در آب شناور باشد، چگالی ساختمان یک سوم آن مقدار آب است. از آنجایی‌که آب چگالی برابر هزار کیلوگرم در هر متر مکعب دارد، چگالی ساختمان در حدود 333 کیلوگرم در هر متر مکعب خواهد بود. با استفاده از حجم و چگالی، می‌توان جرم ساختمان را محاسبه کرد. او سپس با استفاده از جرم به دست آمده، و ازطریق ضرب میدان گرانشی (g = 9.8 N/kg)، نیروی گرانش رو به پایین را محاسبه کرد. این بدین معنی است که سوپرمن باید با نیرویی رو به بالا معادل 30 میلیون نیوتن به ساختمان وارد کند. بله درست است، این نیروی بسیار زیادی است ولی او سوپرمن است و به همین دلیل است که کلمه «سوپر» را درکنار نام خود دارد. رت آلن سپس با استفاده از این نیرو به محاسبه فشار پرداخت. برای محاسبه فشار، او تنها به تخمین سطح تماس که همان دست‌های سوپرمن است، نیاز داشت. با فرض اینکه سوپرمن دست‌های بزرگی دارد، او فرض کرد که سطح تماس برای هر دست یک مربع 15 سانتی‌متری در یک طرف است. با این فرض، مجموع سطح تماس برابر با 0/045 متر مربع خواهد بود. درنهایت او با استفاده از اندازه سطح تماس و نیرو به محاسبه فشار سطح تماس پرداخت که مقداری برابر با 670 مگاپاسکال به دست آمد. بله، این مقدار فشار بسیار زیادی است. مقاله‌های مرتبط:
زومجی: 20 حقیقت شگفت انگیز درباره سوپرمن سیر تحول لباس سوپرمن در گذر زمان
هر ماده‌ای می‌تواند تا یک اندازه‌ی مشخص، فشاری که به آن قدرت فشرده‌سازی می‌گویند، تحمل کند. اگر مقدار فشار واردشده به آن ماده از این مقدار بالاتر برود، ماده دچار شکست می‌شود که می‌تواند شامل خرد شدن، تکه شدن یا هر چیز بد دیگری باشد. آجرها قدرت فشرده‌سازی برابر با 80 مگاپاسکال دارند. در نتیجه با فشار واردشده توسط سوپرمن باید خرد شوند. گرانیت نیز قدرت فشرده‌سازی برابر با 130 مگاپاسکال دارد. حتی فولاد هم احتمالاً با همچین فشاری خرد خواهد شد. رت آلن ادامه داد: من مطمئن نیستم که جنس کف ساختمان چیست، ولی تصور می‌کنم که با وارد کردن فشار توسط سوپرمن به کف ساختمان، باید از وسط می‌شکست. این موضوع خیلی ناخوشایند خواهد بود. او می‌خواهد که ساختمان را بلند کند ولی ناگهان به‌جای آن درست از وسط آن به سمت بالا پرواز می‌کند. این موضوع درست مانند تلاش برای برداشتن یک کاپ کیک با استفاده از یک خلال دندان است. درواقع من این موضوع را امتحان کردم. همان‌طور که می‌بینید چنین چیزی اصلاً ممکن نیست. و این موضوع برای سوپرمن و بلند کردن ساختمان نیز صادق است.
اما صبر کنید. این موضوع بدتر از آن است که شما فکر می‌کنید. مشکل دیگری نیز در در حمل ساختمان توسط سوپرمن وجود دارد. با فرض اینکه چیزی در مرکز ساختمان وجود دارد که از خرد کردن کف آن توسط سوپرمن جلوگیری می‌کند، او همچنان نمی‌تواند این ساختمان را بلند کند. اگر سوپرمن این ساختمان را از وسط بلند کرده، چه چیزی لبه‌های ساختمان را نگه داشته است؟ پاسخ این است که دیگر قسمت‌های ساختمان لبه‌ها را نگه داشتند. برای فهم بهتر این موضوع به بلوک دیاگرام رسم‌شده توسط نویسنده‌ی مقاله نگاه کنید که نیروی وارده به دو قسمت مختلف ساختمان را نشان می‌دهد.
برای بلوکی که در سمت چپ ساختمان است، اساساً دو نیرو وجود دارد. یک نیروی گرانش رو به پایین، و همچنین یک نیرو به سمت باالا نیز وجود دارد تا تعادل این بخش از ساختمان را حفظ کند. این نیروی رو به بالا از بخش‌های دیگر ساختمان که به این بخش متصل هستند، تأمین می‌شود. حال به قسمت میانی ساختمان توجه کنید. این قسمت نیز یک نیروی گرانشی رو به پایین دارد. اما نیروی رو به پایین دیگری که از طرف قسمت‌های دیگر ساختمان است نیز در این قسمت وجود دارد. بله درست است، نیروها به‌صورت جفت هستند. اگر بعضی از قسمت‌های سمت چپ ساختمان به سمت بالا نیرو وارد می‌کنند، پس نیرویی که سمت چپ ساختمان به قسمت‌های دیگر ساختمان وارد می‌کند باید رو به پایین باشد. ماجرا بدتر از آنچه است که شما فکر می‌کنید. هر قطعه‌ای که نزدیک مرکز ساختمان حرکت می‌کند، باید قسمت‌های بیشتری از ساختمان را پشتیبانی کند. درنهایت این نیروی داخلی آن‌قدر زیاد خواهد شد که از نیروی ساختاری مواد به‌کاررفته در ساختمان بیشتر خواهد شد. نویسنده مقاله برای نشان دادن این موضوع آزمایش دیگری را طراحی کرده است. او در این آزمایش از چوپ پنبه‌های کوچکی استفاده کرده و با اتصال آن‌ها به یکدیگر، آن‌ها را به شکل یک ساختمان کوچک در آورده است. در ادامه خواهید دید که با وارد کردن نیرو از وسط به این ساختار چه پیش خواهد آمد.
همه چیز به نظر خوب می‌رسد. ولی اگر با اضافه کردن تعدادی چوپ پنبه ساختمان را بزرگتر کرد، چه پیش خواهد آمد؟ در تصویر زیر نتیجه را مشاهده می‌کنید.
همان‌طور که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید، با اضافه کردن تعداد بیشتری چوپ پنبه، وزن آن‌ها برای سیم‌ها زیاد خواهد بود و در نتیجه کل سازه خم شده است. اگر این سازه یک ساختمان واقعی بود، حتماً می‌شکست. اگر شما می‌خواهید حرکت برداشتن یک ساختمان توسط سوپرمن را شبیه‌سازی کنید، می‌توانید سعی کنید تا کل یک کیک شکلاتی را با استفاده از یک خلال دندان که در وسط آن قرار دارد، بردارید. حتی اگر خلال دندان به داخل کیک فرو نرود، کیک بدون صفحه‌ای که زیرش باشد، سقوط خواهد کرد. و چه کسی حاضر است خرده‌های آن‌را جمع کند؟ سوپرمن؟





نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield

ساير مطالب

"سنسور پوشیدنی دام" رونمایی شد

وقتی چادر، مخفیگاه زندانیان زن می‌شود

6 واقعیت شگفت‌انگیز درباره مورچه‌ها

بحران بی‌‌آبی و شهرهایی که در سکوت خبری از تشنگی می‌‌میرند

مقصر گرانی کاغذ؛ وارد کننده یا دولت

اجازه ندهید دخانیات نفس شما را بگیرد

مولکول ضد سرطان سرانجام روی انسان آزمایش می‌شود

درباره اهمیت واحدهای سنجش

درمان تنبلی چشم با بررسی 2 مسیر جداگانه مغز

جدال بر سر یک توافق

نکاتی برای رهایی از درد سیاتیک

چرا هواپیما هنگام فرود دچار ضربه می‌شود؟

برجام در کانون توجه نشست سران و وزرای امور خارجه اتحادیه اروپا

چند توصیه برای پیشگیری از نیش حشرات در فصل گرما

ترجمه گریه کودکان با کمک هوش مصنوعی

نقش بیمه در تضامین و حمایت از سرمایه گذاری داخلی

جشنواره های بومی محلی؛ فرصتی برای فراغت های هیجان انگیز

دلایل "واپس زدگی" ازدواج در جوانان

بایدها و نبایدهای مقابله با ریزش مو

ارتباط کمبود ریزمغذی‌ها با افت کیفیت خواب

استفاده از ژن‌های پرش‌کننده برای اصلاح اشتباهات ژنتیکی ژنوم

اخترزیست‌شناسی: حیات فراتر از زمین

وسعت آلودگی پلاستیکی اعماق اقیانوس‌ها فراتر از تصور است

موفقیتی بی‌سابقه در ویرایش مستقیم ژن‌های سلول‌های بنیادی

ارتباط اختلالات متابولیکی با الگوی نامنظم خواب

دانشمندان راهی برای نجات گربه شرودینگر یافته‌اند

3 توصیه مهم برای سلامت قلب زنان

انتخاب رهبر برای ارکستر ملی، مسکن یا درمان

ساخت قرنیه مصنوعی با کمک فناوری چاپ 3 بعدی

مخاطره برجام و فرار طرف های مقابل از اجرای تعهد

درون ذهن شکارچی:‌ چه کسی دوست دارد یک شیر را به قتل برساند؟

احیای سلول‌های آسیب‌دیده قلب به‌کمک سلول‌های بنیادی جفت

عادت‌هایی که به استخوان‌ها آسیب می‌زنند

ای ‌پس ازسوء القضا حسن القضا

دانشمندان به چگونگی ویرایش خاطرات نزدیک‌تر شده‌اند

دو عارضه مهم کمبود "یُد" / علایم کم‌کاری و پرکاری تیروئید

نقش چای در کاهش خطر سکته مغزی

ثواب صله رحم در قاب احادیث

روزگار سپری شده سحرخوانی

خاطرات حین خواب از طریق امواج مغزی تقویت می‌شوند

تشریح بزرگ‌ترین برنامه کنترل جمعیت تاریخ ایران

چرایی افزایش حشرات در استان تهران؛ از پروانه‌ها تا ملخ‌ها

قابلیت تکامل سلول‌های نابالغ به سلول‌های بنیادی

معرفی کتاب شیوه گرگ اثر جردن بلفورت

انقلاب علمی چین؛ بخش دوم: تحول آینده پاکستان و سریلانکا

فعالین سیاسی برای پیروزی در جنگ امید چه می گویند

لغو امتیاز تنباکو؛ ضربه سهمگین بر پیکره استعمار

ابداع روشی متفاوت برای نمک‌زدایی آب

تماشا کنید: رویای ثروتمندترین مرد جهان برای تسخیر فضا

موفقیت پژوهشگران در تولید انرژی برق از آسمان شب