Это интересно

С какой силой Эм-Джей должна держаться за Человека-паука во время полета, чтобы не упасть - кино с точки зрения физики

С какой силой Эм-Джей должна держаться за Человека-паука во время полета, чтобы не упасть - кино с точки зрения физики

ПопМем Интересно 18.10.2021, 19:38 С какой силой Эм-Джей должна держаться за Человека-паука во время полета, чтобы не упасть — кино с точки зрения физики Давайте представим, что мы сейчас говорим не о персонажах киновселенной, а о реальных людях. Допустим, что Человек-паук тоже к ним относится. Вы наверняка помните сцену из фильма, в которой Питер Паркер передвигается с помощью паутины по городу, а его девушка Мэри Джейн (Эм-Джей) Уотсон в это время всеми силами цепляется за него, чтобы не упасть. А теперь давайте рассмотрим этот момент с точки зрения физики — реально ли удержаться за Человека-паука в полете, и какую силу для этого нужно приложить.

С какой силой Эм-Джей должна держаться за Человека-паука во время полета, чтобы не упасть - кино с точки зрения физики

Ирина Слепухина редакция Тэги: Нетленка Физика Фильмы Кино Пауки

С какой силой Эм-Джей должна держаться за Человека-паука во время полета, чтобы не упасть — кино с точки зрения физики

Кадр из фильма "Человек-паук: Вдали от дома"

Сцена, в которой Эм-Джей держится за Питера Паркера, и они летят на паутине по городу, очень романтичная и красивая. Но мы позволим себе немного побыть занудами и прикинуть, реально ли вот так прокатиться на паутине и не упасть

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Кадр 1. Неподвижная паутина

Давайте начнем с того, что поговорим о некоторых силах, которые действуют на Эм-Джей, если она неподвижно и вертикально висит на паутине. В целом, если она держится при этом за Человека-паука, то это равносильно тому, если бы она просто держалась за паутину. В этой ситуации на нее действуют две силы: сила тяжести (mg) и сила натяжения нити — паутины в нашем случае (T).

Согласно второму Ньютона, ускорение, приобретаемое телом в результате воздействия на него, прямо пропорционально силе этого воздействия и обратно пропорционально массе тела. В случае, если Эм-Джей 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 тянущего вверх натяжения должна быть равна тянущей вниз силе тяжести. Так что в этом случае девушке пришлось бы держаться за паутину с силой, равной ее весу. А это вполне себе возможно.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Кадр 2. Паутина раскачивается

Ситуация усложняется, если Эм-Джей и Человек-паук находятся в движении. Когда Питер Паркер стреляет паутиной, она цепляется за какое-то конкретное место. Получается, что когда он отталкивается и летит, то длина паутины становится радиусом круга, который он описывает во время движения. А когда что-то движется по кругу, оно обладает центростремительным ускорением. Поэтому направление ускорения для объекта, движущегося по кругу, указывает на центр этого круга. Это означает, что на объект должна воздействовать сила, притягивающая объект в центр круга. Например, если привязать к футбольному мячу веревку и раскрутить его, то он будет двигаться по кругу. Но стоит эту веревку отпустить, как мяч полетит прямо (по параболической траектории, если точнее), поскольку силы, притягивающей его к центру, больше не будет.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

С какой силой Эм-Джей должна держаться за Человека-паука во время полета, чтобы не упасть - кино с точки зрения физики

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сама же величина центростремительного ускорения зависит от двух вещей — радиуса круга и скорости объекта. Это означает, что чем быстрее вы двигаетесь по кругу, тем больше центростремительное ускорение. Кроме того, чем больше радиус окружности, тем меньше центростремительное ускорение.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

А теперь давайте вернемся к Эм-Джей и Человеку-пауку. Если они двигаются, а не просто висят, то они обладают ненулевым ускорением. В этот момент ускорение девушки направлено вверх, так как оно направлено к центру круга. Для того чтобы суммарная сила была равна массе, умноженной на ускорение, сила натяжения, тянущая вверх, должна быть больше, чем сила гравитации, тянущая вниз. Это сложное предложение можно изобразить с помощью этого скалярного уравнения:

С какой силой Эм-Джей должна держаться за Человека-паука во время полета, чтобы не упасть - кино с точки зрения физики

Rhett Allain РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

С его помощью можно рассчитать силу натяжения, действующую на Эм-Джей во время полета, а соответственно, и силу, с которой она должна держаться, чтобы не упасть. Для этого нам понадобятся более-менее точные значения.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Прикидываем на глазок

Нам нужно знать всего три величины — длину паутины, скорость Эм-Джей в нижней части круга и ее массу. Найти массу проще всего. Если мы берем в расчет современную экранизацию Человека-паука, то достаточно посмотреть вес актрисы, которая сыграла девушку Питера Паркера. Это была Зендая Коулман, и если верить сайтам с ее биографией, то весит она 59 килограммов.

Далее — чтобы узнать, какой длины была паутина (а соответственно, каким был радиус круга), за которую держались Эм-Джей и Питер, попробуем посмотреть на здания вокруг. Если смотреть трейлер или сам фильм, то можно подсчитать количество рядов окон в домах. Допустим, мы все правильно рассмотрели, и строения вокруг наших героев были восьмиэтажными или даже более высокими. Пусть высота одного этажа американского здания составит четыре метра. В таком случае длина паутины будет 32 метра.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Определить скорость немного сложнее, но в целом это можно сделать с учетом расстояния и времени, за которое Эм-Джей и Человек-паук его преодолели. Для этого мы также используем кадры из фильма или трейлера и прикидываем возможные величины. Находим время — по таймлайну ролика, который снят со скоростью 24 кадра в секунду, мы видим, что время движения составляет 0,417 секунды от начала движения до нижней точки круга.

С какой силой Эм-Джей должна держаться за Человека-паука во время полета, чтобы не упасть - кино с точки зрения физики

Кадр из фильма "Человек-паук: Вдали от дома" РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Теперь, если оценить начальный угол поворота, то можно получить длину дуги, то есть, расстояние. Давайте начнем с начального угла в 30 градусов.

Теперь осталось все это подставить в формулу и посчитать. Получилось, что Эм-Джей и Питер Паркер двигались со скоростью почти 40 метров в секунду, поэтому на девушку будет действовать вес около 363 килограммов (3555 ньютонов). Кроме того, стоит отметить еще одну деталь. Когда вы сидите на месте, вы испытаете силу тяжести, равную 1g (9,8 м/с2). Но если человек движется — прямо как Эм-Джей — то действующая на него сила зависит от его массы. При 59 килограммах, в нижней части круга девушка будет испытывать силу равную 6g — для сравнения, это максимальное ускорение на хардкорных американских горках. Но обычно на таких аттракционах люди сидят в креслах с толстыми креплениями, пристегнутыми ремнями. Так что, к сожалению, в реальном мире Эм-Джей вряд ли смогла бы удержаться. Как хорошо, что это всего лишь кино, и мы можем с удовольствием наблюдать за этой романтичной сценой.

Источник

Автор: Влад Кулиев
18.10.2021 (23:48)
Информер новостей
Расширение для Google Chrome
Пишите нам

Редакция: contact@supreme2.ru

Реклама: adv@supreme2.ru

Зеленые технологии

Лента новостей

Все права защищены © 2005-2021

"Supreme2.Ru" - новости для гиков

Контакты  | Policy  | Map Index

Использование любых материалов, размещенных на сайте, разрешается при условии ссылки на Supreme2.Ru. Для интернет-изданий - обязательна прямая открытая для поисковых систем гиперссылка. Ссылка должна быть размещена в независимости от полного либо частичного использования материалов. Материалы в рубрике "Новости партнеров" публикуются на правах рекламы.