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.
Alguns super-heróis conseguem se mover mais rápido que o vento. Os homens da Apollo 10 quebraram o recorde de velocidade de cerca de 40.000 km/h, quando a espaçonave fez sua reentrada na atmosfera da Terra, em 1969. Não pouparíamos bastante tempo se conseguíssemos nos mover rápido assim? O que nos impede? O ar não é vazio. Elementos como o oxigênio e o nitrogênio, até mesmo inúmeras partículas de poeira formam o ar ao nosso redor. Quando nos movemos em meio a essas coisas no ar, esfregamos nosso corpo nelas e criamos muita fricção, o que gera calor. Assim como esfregar as mãos uma na outra as aquece, ou esfregar dois gravetos um no outro gera fogo, quanto mais rápido os objetos se esfregam, mais calor é gerado. Então, se estivermos correndo a 40.000 km/h, o calor da fricção queimaria o nosso rosto. Mesmo que, de alguma forma, suportássemos o calor, a areia e a sujeira do ar iria nos destroçar, fazendo milhões de cortes minúsculos todos ao mesmo tempo. Você já viu o para-choque ou a grade frontal de um caminhão? O que você acha que todos os pássaros e insetos causariam aos seus olhos abertos ou à sua pele exposta? Certo. Então, você vai usar uma máscara para evitar que seu rosto seja destruído. Mas e quanto às pessoas nos edifícios, entre você e o seu destino? Levamos aproximadamente 1/5 de segundo para reagir ao que vemos. Antes de virmos o que está à nossa frente e reagir -- tempo x velocidade = distância = 1/5 de segundo x 40.000 km/h = 2,2 km -- já teríamos passado por, ou através do que quer que fosse, mais de 1,6 km. Ou morreríamos ao nos chocarmos contra a parede mais próxima com super velocidade ou, pior, se fôssemos indestrutíveis, nossos corpos seriam como mísseis que destruiriam qualquer coisa em nosso caminho. Então, uma viagem de longa distância à velocidade de 40.000 km/h faria com que pegássemos fogo, ficássemos cobertos de insetos e sem tempo para reagir. E quanto a pequenas propulsões em direção a um local que podemos ver sem nenhum obstáculo no meio? Certo. Digamos que uma bala esteja prestes a atingir uma moça em perigo. Então, nosso herói corre com super velocidade, agarra a moça e a leva a um local seguro. Isso parece muito romântico, mas, na realidade, essa moça provavelmente vai sofrer mais lesões por causa do herói que pela bala, se ele a carregasse com super velocidade. A primeira lei de Newton trata da inércia, que é a resistência a uma mudança no estado natural de repouso ou movimento. Então, um objeto continuará se movendo ou parado no mesmo lugar, a não ser que algo mude isso. A aceleração é a taxa à qual a velocidade muda com o tempo. Se a moça em repouso, velocidade = 0 km/h, começa a acelerar para ganhar velocidade em poucos segundos, a velocidade aumenta rapidamente para 40.000 km/h, e o cérebro dela se chocaria contra a lateral de seu crânio. E, ao parar abruptamente, a velocidade cai rapidamente para 0 km/h, e o cérebro dela se chocaria contra a outra lateral de seu crânio, transformando-se em mingau. O cérebro é muito frágil para suportar movimentos abruptos. Aliás, todas as partes do corpo dela também são assim. Lembre-se de que não é a velocidade que causa lesão, porque os astronautas sobreviveram à Apollo 10. É a aceleração ou a parada abrupta que fazem com que nossos órgãos internos se choquem contra a parte da frente do nosso corpo, como quando somos lançados para frente quando o motorista do ônibus pisa fundo nos freios. O que o herói causou à moça é matematicamente o mesmo que atropelá-la com uma espaçonave em velocidade total. Provavelmente, ela morreu instantaneamente no momento do impacto. Ele vai ficar devendo desculpas à família da pobre moça e um cheque com uma indenização bem gorda. Ah, e provavelmente vai passar um tempo atrás das grades. Os médicos têm de possuir seguro de responsabilidade, caso cometam algum erro e prejudiquem seus pacientes. Imagino quanto custaria uma apólice de seguro de um super-herói. Bom, qual será a próxima aula de física sobre superpoderes que você verá? Mudança de tamanho do corpo e seu conteúdo, super velocidade, voo, super força, imortalidade e invisibilidade.