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.
Bazı süper kahramanlar rüzgârdan daha hızlı hareket ederler. Apollo 10 içindeki adamlar, 1969'da uzay mekiği dünyanın atmosferine saatte yaklaşık 40.200 km hızla tekrar girdiğinde rekor kıran bir hıza erişmişti. Bu kadar hızlı hareket edebilsek bir sürü zaman kazanmaz mıydık? Ancak bir bityeniği var mı? Hava boş değildir. Oksijen ve nitrojen gibi elementler ile sayısız toz parçacığı çevremizdeki havayı oluşturur. Havada bu şeylerin yanından geçerken, onlara sürtünüyor ve çokça sürtünme yaratıyoruz, bu da ısıyla sonuçlanıyor. Ellerinizi birbirine sürtünce ısındığı gibi veya iki çubuğu birbirine sürtünce ateş çıktığı gibi, objeler daha hızlı birbirine sürtünce, daha fazla ısı ortaya çıkar. Yani eğer saatte 40.200 km hızla koşarsak, sürtünmeden oluşan ısı yüzümüzü yakacaktır. Bir şekilde ısıya dayansak bile, yine de havadaki kum ve kir bir anda meydana gelen milyonlarca küçük kesikle bizi çizecektir. Bir kamyonun ön tamponunu veya panjurunu hiç gördünüz mü? Bütün kuşların ve böceklerin açık gözlerinize veya açıktaki cildinize ne yapacağını düşündünüz mü? Tamam, diyelim yüzünüzü mahvetmemek için maske giyeceksiniz. Ama peki sizinle hedefiniz arasında binalardaki insanlara ne olacak? Gördüğümüz şeye reaksiyon vermemiz yaklaşık saniyenin beşte biri kadar sürüyor. Önümüzdeki şeyi görüp tepki verinceye kadar -- zaman çarpı hız, mesafeye eşittir; o da eşittir, saniyenin beşte biri çarpı saatte 40.200 km, 2,2 km'ye eşit olur -- 1,6 km'denfazla mesafeyle onun yanından veya üzerinden geçmiş olurduk. Ya süper hızla en yakın duvara çarparak kendimizi öldürür ya da daha kötüsü, eğer tahrip edilemezsek esasen vücutlarımızı yolumuzdaki her şeyi mahveden füzelere döndürmüş olurduk. O zaman saatte 40.200 km hızla uzun mesafe yolculuk bizi yanma, böceklerle kaplanma ve tepki verecek zaman bırakmamayla baş başa bırakır. Peki arada engel görmediğimiz bir yere yapılan küçük hamleler? Tamam, diyelim ki bir mermi tehlikedeki güzel bir genç kıza çarpmak üzere. Bunun üzerine kahramanımız süper hızla üzerine atılır, onu kapar ve güvenli bir yere taşır. Bu kulağa çok romantik geliyor, ama gerçekte süper hızla taşınırsa, bu kız muhtemelen mermiden çok kahramandan zarar görecektir. Newton'un Birinci Hareket Kanunu eylemsizlikle ilgilidir, ki bu hareket durumunda değişime dirençtir. Yani bir cisim onu değiştiren bir şey olmadığı sürece hareket etmeye veya aynı yerde durmaya devam edecektir. İvme, hızın zamana göre değişimidir. Kız hareketsizken, hız saatte sıfır mile eşittir; saniyeler içinde belli bir hıza erişmek üzere hızlanmaya başlar, hızı süratle saatte 40.200 km'ye erişir, kızın beyni ise kafatasının bir yanına çarpar. Ve aniden durduğunda, hız süratle saatte sıfır mile düşer, kızın beyni ise kafatasının diğer yanına çarparak beynini pelteye çevirir. Beyin ani hareketle başa çıkmak için çok hassas. Hatta bedeninin her parçası öyle. Hasara sebep olanın hız olmadığını unutmayın, çünkü astronotlar Apollo 10'da hayatta kalmışlardı. İç organlarımızın vücudumuzun ön tarafına çarpmasına sebep olan şey ivme veya ani durmadır, tıpkı bir otobüste sürücü frene bastığında öne doğru gitmemiz gibi. Kahramanın kıza yaptığı şey, maksimum hızla bir uzay mekiğini kızın üstüne sürmekle matematiksel olarak aynı. Kız muhtemelen çarpma noktasında hemen ölürdü. Kahramanın bu kızın zavallı ailesine bir özür ve büyük bir tazminat borcu olurdu. Ah, muhtemelen hapis cezası ile de karşılaşırdı. Doktorlar hata yapıp hastalarına zarar verme ihtimallerine karşın sorumluluk sigortası taşımak zorundadır. Süper kahraman poliçesinin ne kadara mal olduğunu merak ediyorum. Şimdi bundan sonra hangi süper güç fizik dersini keşfedeceksiniz? Beden büyüklüğünü ve hacmini değiştirme, süper hız, uçma, süper kuvvet, ölümsüzlük ve görünmezlik.