إذا استطاع البشر الطيران بدون أية وسائل أو أجهزة كم السرعة التي يمكن أن نبلغها حسب ظنك ؟ في سنة 2012 الرقم القياسي لسباق السرعة القصوى في مسافة قصيرة على أقصى حد 27 ميل في الساعة سرعة الجري مرتبطة بالقوة التي تبذلها ساق العداء و بالنسبة لقانون الحركة الثاني لنيوتن القوة هي حاصل ضرب الكتلة في السرعة و قانون نيوتن الثالث يقول أن لكل حركة هناك ردة فعل مثلها و أخرى تتعارض معها أي أن الجري يتطلب أرضية للدفع منها عند الانطلاق و تدفع هذه الأرضية أيضا في المقابل ساق العداء فيصبح الطيران أشبه بالسباحة "مايكل فيلبس" هو حالياً أسرع بشري في الماء و الأكثر حصداً للميداليات في الأولمبياد على الدوام خمن كم تبلغ سرعته في الماء؟ الإجابة يمكن أن تفاجئك أعلى رقم سجله هو أقل من 5 أميال في الساعة طفل فوق الأرض يمكنه بسهولة تجاوز "مايكل فلبس" في الماء لكن لماذا؟ حسنا فلنعد لقانون الحركة الثالث لنيوتن. عندما نجري فنحن نتحرك للأمام بالدفع في اتجاه الأرض بأرجلنا و تدفع الأرض بالمقابل ما يدفعنا للأمام. الأرض صلبة لنكون أكثر تدقيقا... يعني أن الجسيمات تبقى أساسا في رقعة محددة و يجب أن تدفعنا بدلا من أن تترك لنا المجال و تبتعد لكن الماء سائل و ينساب بسهولة عندما نحرك أطرافنا لندفع في اتجاه الماء جزء من جزيئات الماء ترجع و تبعد بعضها البعض بدلا من أن تدفعنا و الآن فلنفكر في الطيران الهواء يحتوي على مساحات شاغرة أكثر للجزيئات لتبعد بعضها البعض إذن كثير من طاقة سوف يهدر سسيتوجب علينا دفع العديد من الهواء إلى الوراء لنتحرك للأمام يتحرك رواد الفضاء في مكوكات في الفضاء الخارجي عندما تنعدم الجاذبية من خلال سحب القابض الموجودة في جدران السقف و أرضيات المكوك و الآن تصور إن أعطيت القدرة لتطفو كيف ستتحرك في وسط الشارع؟ لن تذهب بعيداً لكن بالسباحة في الهواء.. هل تذهب بعيدا؟ لا. لا أظن ذلك و الآن لنعتبر أن لديك القدرة لتطفو و السرعة اللازمة لتتحرك بفعالية فلنناقش طول رحلتك بالعودة لقانون الغازات المثالية P-V N-R-T الضغط و درجة الحرارة متكاملان أي أنهما يرتفعان و ينخفضان معاً هذا لكون الهواء يتوسع في الحجم بأقل ضغط فالجزيئات لها مساحة أكبر لتتحرك فيها دون الاصطدام ببعضها البعض و خلق الحرارة لكون الضغط الجوي أقل بقليل في المرتفعات ستكون باردة جدا إن كنت تطير فوق السحاب سوف تحتاج أن تغطي نفسك لتحافظ على درجة حرارة جسمك أكثر من 95 درجة فهرنهايت و إلا ستبدأ الارتجاف بعنف إلى حد المساس بمداركك العقلية و طبعاً السقوط من السماء لعدم التحكم في عضلاتك بسبب انخفاض درجة حرارة الجسم و الآن يطبق قانون الغازات المثالية أنه و بانخفاض الضغط يرتفع حجم الغاز إذن إذا طرت إلى الأعلى في شكل مستقيم بسرعة الغاز الخامل في جسمك سيتضاعف كفوران الصودا عند رجها الضهرة تعرف بـ"تخفيض الضغط" بالأحرى مرض تخفيض الضغط أو "مرض الغواصين" هذا ما يعيشه غواصي البحار العميقة عند خروجهم بسرعة ما يؤدي للألم الشلل أو الموت حسب نسبة الرغوة التي يتحول لها الدم حسنا فلنقل أنك تريد أن تطير فقط بعض الأمتار فوق سطح الأرض أين يمكنك رؤية إشارات الطريق و تتنفس الأكسيجين بسهولة مازلت في حاجة إلى خودة و نظارات الوقاية لتحميك من الطيور الحشرات إشارات الطريق أسلاك الكهرباء و البشر الطائرين و بالطبع الشرطة الطائرة جاهزون ليعطوك مخالفة إذا لم تتبع قوانين الطيران. ياصاح و الآن تذكر أنك إذا اصطدمت في الجو سيجعلك تفقد الوعي و سوف تعاني من السقوط إلى أن ترتطم بالأرض دون المجتمع أو قوانين الفيزياء الطيران سيكون مقدرة ممتعة لكن حتى و إن تمكنا جميعا من أن نطفوا بضع أقدام فوق الأرض و التحرك ببطء شديد ستبقى قدرة ممتعة أريدها بشدة طبعاً تريدها؟ نعم. هذا ما توقعته. و الآن أي فيزياء قدرة خارقة تريد معرفته؟ تقليص حجم الجسم السرعة الخارقة الطيران القوة الخارقة الخلود أيضاً التخفي.
If humans could fly, without tools and machines, how fast do you think we would go? As of 2012, the world record for fastest short-distance sprint speed is roughly 27 miles per hour. Running speed depends on how much force is exerted by the runner's legs, and according to Newton's Second Law of Motion, force is the product of mass times acceleration. And Newton's Third Law states that for every action, there is an equal and opposite reaction. So, that means running requires having a ground to push off from, and the ground pushes back against the runner's foot. So, flying would actually be more similar to swimming. Michael Phelps is currently the fastest human in water and the most decorated Olympian of all time. Guess how fast he swims? The answer may surprise you. His fastest recorded speed is less than 5 miles per hour. A child on the ground can easily outrun Michael Phelps in water, but why is that? Well, let's go back to Newton's Third Law of Motion. When we run, we move forward by pushing against the ground with our feet and the ground pushes back, propelling us forward. The ground is solid. By definition, it means the particles are essentially locked into place and must push back instead of getting out of the way, but water is liquid and flows easily. When we move our limbs to push back against the water, a part of the water molecules can just slide past one another instead of pushing back. Now, let's think about flying. Air has a lot more free space for particles to move past one another, so even more of our energy would be wasted. We would need to push a lot of air backwards in order to move forward. Astronauts move around in shuttles in zero gravity when they're in outer space by pulling on handles installed on the ceiling walls and floors of the shuttle. Now, imagine you were given the ability to float. How would you move around in the middle of the street? Well, you wouldn't get very far by swimming in air, would you? Nah, I don't think so! Now, assuming you were granted the ability to float and the speed to move around efficiently, let's discuss the height of your flight. According to the Ideal Gas Law, P-V N-R-T, pressure and temperature has a positive correlation, meaning they increase and decrease together. This is because the air expands in volume with less pressure, so the molecules have more room to wander around without colliding into each other and creating heat. Since the atmospheric pressure is a lot lower in high altitudes, it would be freezing cold if you were flying above the clouds. You'd need to wrap yourself up to keep your core body temperature above 95 degrees Fahrenheit, otherwise you'd start shivering violently, gradually becoming mentally confused and eventually drop out of the sky due to loss of muscle control from hypothermia! Now, the Ideal Gas Law implies that as the pressure decreases, gas volume increases. So, if you were to fly straight up too quickly, the inert gas in your body would rapidly expand the way soda fizzes up when shaken. The phenomenon is called "the bends," decompression sickness, or "divers disease" since deep sea scuba divers experience this when they come up too quickly. This results in pain, paralysis, or death, depending on how foamy your blood becomes. Okay, well, let's say you want to fly just a few meters above the ground where you can still see the road signs and breath oxygen with ease. You'll still need goggles and a helmet to protect you from birds, insects, street signs, electrical wires, and other flying humans, including flying cops ready to hand you a ticket if you don't follow the flying rules, buddy. Now remember, if you have a collision mid-air that knocks you unconscious, you would experience free fall until you hit the ground. Without society or the laws of physics, flying would be a totally awesome ability to have. But, even if we could all just float around a few feet above the ground and only moving at a snail's pace, I'm telling you, it's still a cool ability that I'd want, wouldn't you? Yeah, I thought so. Now, which superpower physics lesson will you explore next? Shifting body size and content, super speed, flight, super strength, immortality, and invisibility.