Some superheros can move faster than the wind. The men in Apollo 10 reached a record-breaking speed of around 25,000 miles per hour when the shuttle re-entered the Earth's atmosphere in 1969. Wouldn't we save a lot of time to be able to move that fast? But what's the catch? Air is not empty. Elements like oxygen and nitrogen, even countless dust particles, make up the air around us. When we move past these things in the air, we're rubbing against them and creating a lot of friction, which results in heat. Just like rubbing your hands together warms them up or rubbing two sticks together makes fire, the faster objects rub together, the more heat is generated. So, if we're running at 25,000 miles per hour, the heat from friction would burn our faces off. Even if we somehow withstood the heat, the sand and dirt in the air would still scrape us up with millions of tiny cuts all happening at the same time. Ever seen the front bumper or grill of a truck? What do you think all the birds and bugs would do to your open eyes or exposed skin? Okay, so you'll wear a mask to avoid destroying your face. But what about people in buildings between you and your destination? It takes us approximately one-fifth of a second to react to what we see. By the time we see what is ahead of us and react to it - time times velocity equals distance equals one-fifth of a second times 25,000 miles per hour equals 1.4 miles - we would have gone past it or through it by over a mile. We're either going to kill ourselves by crashing into the nearest wall at super speed or, worse, if we're indestructible, we've essentially turned our bodies into missiles that destroy everything in our path. So, long distance travel at 25,000 miles per hour would leave us burning up, covered in bugs, and leaves no time to react. What about short bursts to a location we can see with no obstacles in between? Okay, let's say a bullet is about to hit a beautiful damsel in distress. So, our hero swoops in at super speed, grabs her, and carries her to safety. That sounds very romantic, but, in reality, that girl will probably suffer more damage from the hero than the bullet if he moved her at super speed. Newton's First Law of Motion deals with inertia, which is the resistance to a change in its state of motion. So, an object will continue moving or staying at the same place unless something changes it. Acceleration is the rate the velocity changes over time. When the girl at rest, velocity equals zero miles per hour, begins accelerating to reach the speed within seconds, velocity increases rapidly to 25,000 miles per hour, her brain would crash into the side of her skull. And, when she stops suddenly, velocity decreases rapidly back to zero miles per hour, her brain would crash into the other side of her skull, turning her brain into mush. The brain is too fragile to handle the sudden movement. So is every part of her body, for that matter. Remember, it's not the speed that causes the damage because the astronauts survived Apollo 10, it's the acceleration or sudden stop that causes our internal organs to crash into the front of our bodies the way we move forward in a bus when the driver slams on the brakes. What the hero did to the girl is mathematically the same as running her over with a space shuttle at maximum speed. She probably died instantly at the point of impact. He's going to owe this poor girl's family an apology and a big fat compensation check. Oh, and possibly face jail time. Doctors have to carry liability insurance just in case they make a mistake and hurt their patients. I wonder how much superhero insurance policy would cost. Now, which superpower physics lesson will you explore next? Shifting body size and content, super speed, flight, super strength, immortality, and invisibility.
Certains super héros peuvent aller plus vite que le vent. Les hommes d'Apollo 10 ont atteint la vitesse record de 40 000 km par heure lorsque leur navette spatiale est entrée dans l'atmosphère en 1969. Ne pourrait-on pas gagner énormément de temps si on pouvait aller aussi vite ? Mais, c'est quoi le piège ? L'air n'est pas vide. Des éléments comme l'oxygène, l'azote, et des milliards de particules de poussière sont présents dans l'air que nous respirons. Lorsque l'on traverse ces éléments présents dans l'air, on se frotte à eux créant ainsi beaucoup de friction, qui se transforme en chaleur. C'est comme si on se frottait les mains pour les réchauffer ou qu'on frottait deux bâtons pour faire du feu, plus on frotte les objets entre eux, plus de chaleur sera créée. Donc, si on courrait à 40 000 km par heure, la chaleur créée par la friction nous brûlerait le visage. Même si on pouvait éventuellement résister à la chaleur, le sable et la poussière présents dans l'air nous écorcheraient le visage de millions de petites coupures d'un seul coup. Vous savez à quoi ressemble un pare choc ou les grilles des gros camions ? Imaginez un peu les effets que des oiseaux ou des insectes pourraient avoir sur vos yeux ou votre peau ? Ok, disons que vous avez un masque pour protéger votre visage. Que se passerait-il pour les personnes dans un bâtiment qui se trouveraient entre vous et votre destination ? Il nous faut environ un cinquième de seconde pour réagir à ce que l'on voit. Le temps de voir ce qui est devant nous et de réagir - le temps multiplié par la vélocité est égal à la distance ce qui fait que un cinquième de seconde multiplié par 40 000 km par heure égale environ 2,3 kms - on aurait dépassé le bâtiment ou passé à travers de plus d'un kilomètre. Soit on se tue en rentrant dans un mur à grand vitesse ou, pire scénario si on est indestructible, on transforme nos corps en missiles qui détruiront tout sur leur passage. En résumé, un long trajet à 40 000 km par heure nous brûlerait, nous couvrirait de bestioles, et ne nous laisserait pas le temps de réagir. Qu'en est-il de petits trajets jusqu'à un endroit que l'on voit sans aucun obstacle au milieu. Disons qu'une balle va bientôt toucher une demoiselle en détresse. Notre héros arrive à toute vitesse, l'attrape, et s'en va pour la mettre en sécurité. Cela semble romantique, mais en réalité, le héros causerait plus de dégâts à la jeune fille que la balle elle-même à cause de la super vitesse du héros. Le principe d'inertie de Newton concerne la résistance à un changement lorsqu'un corps est en mouvement. Donc un objet continuera de bouger ou restera à la même place à moins que quelque chose change ce fait. Lorsque la vélocité change dans le temps, on l'appelle l'accélération. Lorsque la jeune fille ne bouge pas, la vélocité est de 0 km par heure, si elle accélèrait pour atteindre la super vitesse en quelques secondes, la vélocité augmenterait rapidement à 40 000 km par heure, son cerveau irait donc s'écraser sur son crâne. et si elle s’arrêtait soudainement, la vélocité chuterait rapidement à 0 km par heure, et son cerveau irait de nouveau s'écraser de l'autre côté de son crâne, et serait transformé en bouillie. Le cerveau est trop fragile pour supporter des mouvements soudains. C'est la même chose pour le reste du corps. Ce n'est pas la vitesse qui cause les dégâts car les astronautes ont survécu à Apollo 10, c'est l'accélération ou l'arrêt brutal qui font que nos organes s'écrasent sur l'avant du corps comme lorsqu'on part en avant dans un bus lorsque le chauffeur freine. Ce que le héros a fait endurer à cette fille équivaut aux effets d'une navette spatiale qui lui serait passée dessus à vitesse maximale. Elle serait probablement morte à l'impact. Notre héros devrait donc s'excuser auprès de la famille de la jeune fille et leur ferait un gros chèque en compensation. Et irait probablement en prison. Les médecins doivent avoir une assurance au cas où ils commettraient une erreur et blesseraient leurs patients. Je me demande combien coûterait l'assurance d'un super héros. Quelle leçon sur la physique des supers pouvoirs voudriez-vous que l'on parle maintenant ? Changer sa taille la super vitesse, la capacité de voler la force surhumaine, l'immortalité, et l'invisibilité.