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.
Некоторые супергерои могут двигаться быстрее ветра. Люди в «Аполлоне-10» достигли рекордной скорости около 40 200 километров в час, когда шаттл вошёл в атмосферу Земли в 1969 году. Разве мы не сэкономили бы море времени, имея возможность двигаться так быстро? Но в чём же подвох? Воздух не является пустым. Элементы, такие как кислород и азот, даже бесчисленные частицы пыли, являются частью воздуха вокруг нас. Когда мы движемся мимо этих вещей в воздухе, мы трёмся о них и создаём большое трение, что приводит к выделению тепла. Так же, как потирание ладоней разогревает их или растирание двух палочек друг о друга разжигает огонь, чем быстрее объекты трутся друг о друга, тем больше тепла производится. Если бы мы бежали со скоростью 40 2000 километров в час, тепло от трения сожгло бы наши лица. Даже если бы мы каким-то образом выдержали жар, песок и грязь в воздухе исцарапали бы нас миллионами крошечных порезов единовременно. Вы когда-нибудь видели передний бампер или решётку радиатора грузовика? Как вы думаете, что птицы и жуки сделали бы с вашими открытыми глазами или открытыми участками кожи? Хорошо, у вас будет маска, чтобы избежать уничтожения лица. Но как насчёт людей и зданий между вами и пунктом вашего назначения? Нам требуется приблизительно одна пятая секунды, чтобы отреагировать на то, что мы видим. К тому времени, как мы увидим, что нас ожидает, и отреагируем на это — время, умноженное на скорость, равняется расстоянию; одна пятая секунды, умноженная на 40 200 километров в час, равняется 2,3 километра — мы бы переместились мимо этого или через это на расстояние более двух километров. Мы либо убьём себя, врезавшись в ближайшую стену на сверхскорости, либо, что ещё хуже, если мы неразрушимые, мы по сути превратим наши тела в реактивные снаряды, уничтожающие всё на своём пути. Так что дальние поездки на скорости 40 200 километров в час оставили бы нас сгорать, покрытыми жуками, и не оставили бы нам времени, чтобы отреагировать. Как насчёт коротких бросков до места в поле нашего зрения без каких-либо препятствий между этим местом и нами? Хорошо, допустим, пуля вот-вот попадёт в красивую девушку в беде. Наш герой устремляется туда на сверхскорости, хватает её и несёт её в безопасное место. Это звучит очень романтично, но, в действительности, та девушка, вероятно, получит больше ущерба от героя, чем от пули, если он перенесёт её на сверхскорости. Первый закон движения Ньютона касается инерции, которая есть сопротивление изменению состояния движения. Таким образом, объект будет продолжать двигаться или оставаться в одном и том же месте, пока что-либо не изменится. Ускорение — это быстрота изменения скорости с течением времени. Когда девушка, находящаяся в состоянии покоя (скорость равна нулю километров в час), начинает ускоряться до достижения скорости в течение нескольких секунд (скорость быстро увеличивается до 40 200 километров в час), её мозг врезался бы в боковую стенку её черепа. И когда она внезапно останавливается (скорость быстро уменьшается обратно до нуля километров в час), её мозг врезался бы в другую стенку черепа, превратив мозг в месиво. Мозг слишком хрупок, чтобы выдерживать резкое движение. Так же как и любая другая часть её тела, если уж на то пошло. Помните, не скорость наносит ущерб, ведь астронавты выжили в «Аполлоне-10». Именно ускорение или внезапная остановка приводит к тому, что наши внутренние органы врезаются в переднюю часть нашего тела, так же, как мы перемещаемся вперёд в автобусе, когда водитель давит на тормоза. То, что герой сделал для девушки, математически то же самое, что и переехать её космическим шаттлом на максимальной скорости. Она, вероятно, погибла бы мгновенно в момент столкновения. Он будет обязан принести извинения семье бедной девушки и очень большую компенсацию. Ох, и, возможно, он должен будет отбыть тюремный срок. Врачи обязаны нести ответственность в случае, если они допустили ошибку и нанесли ущерб своим пациентам. Интересно, сколько бы стоил страховой полис супергероя. О каких сверхспособностях вы узнаете в следующий раз? Изменение размера тела и органов, сверхскорость, полёт, сверхсила, бессмертие и невидимость.