जिस तरह से सुपरमैन एक बिल्डिंग में फिजिक्स ट्रैक्टी है


तुम सच में नहीं कर सकते सुपरमैन कितना मजबूत या उड़ सकता है या एक्स-रे दृष्टि हो सकता है यह समझाने के लिए मानक भौतिकी सिद्धांतों का उपयोग करें। बहुत ज्यादा सब कुछ वह असंभव है। लेकिन हे – यह ठीक है। मैं वास्तविकता के इस खिंचाव के साथ ठीक हूँ। यह वही है जो सुपरहीरो को दिलचस्प बनाता है। उन्हें मनोरंजक होने के लिए पूरी तरह से यथार्थवादी होने की जरूरत नहीं है।

लेकिन कभी-कभी चीजें मेरे लिए लाइन पार कर जाती हैं। आइए एक दृश्य से नज़र डालें न्याय लीग (फिल्म)। सभी विवरणों के बारे में चिंता न करें (यह भी क्योंकि मैं भूखंड को खराब नहीं करना चाहता), लेकिन कुछ बिंदु पर फ्लैश और सुपरमैन एक ऐसे शहर में लोगों के झुंड को बचाने की कोशिश कर रहे हैं जो नष्ट होने जा रहे हैं। फ्लैश, फ्लैश होने के नाते, इसमें कुछ लोगों के साथ एक पिकअप ट्रक को धक्का दिया जाता है। वह सुपर फास्ट जाता है और वे सुरक्षा तक पहुंचते हैं। वाह! ओह, लेकिन रुको। सुपरमैन बेहतर है। केवल कुछ लोगों को बचाने के बजाय, वह एक पूरी इमारत को ले कर शहर से बाहर चला गया।

यहीं पर मुझे समस्या है। मुझे कोई आपत्ति नहीं है कि सुपरमैन उड़ सकता है। मुझे कोई आपत्ति नहीं है कि विशाल भवन में ले जाते समय वह उड़ सकता है। नहीं, मैं इस बात से चिंतित हूं कि वह किस तरह से इसे वहन करता है।

मुझे भवन के साथ उड़ते हुए उसका एक चित्रण करना चाहिए।

रैयत एलन

इस स्थिति के साथ वास्तव में दो भौतिकी समस्याएं हैं। फिर, मैं सुपरमैन भाग (उड़ने और उठाने) के साथ ठीक हूं-यह पहला समस्या है। दबाव लागू क्षेत्र (सुपरमैन से) के संपर्क क्षेत्र (सुपरमैन के हाथों का आकार) का अनुपात है।

रैयत एलन

आइए सुपरमैन के हाथों और इमारत के बीच दबाव के मोटे अनुमान से शुरू करें। पहले मैं एक इमारत के द्रव्यमान का अनुमान लगाऊंगा। मैं यह कहने जा रहा हूं कि इस इमारत का आयाम 15 x 15 x 40 मीटर (एक मोटा अनुमान) है। इससे हमें 9,000 क्यूबिक मीटर की मात्रा मिलती है। ठीक है, लेकिन द्रव्यमान के बारे में क्या? यहाँ मैं क्या करने जा रहा हूँ। मैं अपनी आँखें बंद करने जा रहा हूं और पानी में तैरती इस इमारत की कल्पना करता हूं (बिना लीक के)। मुझे एक अस्थायी इमारत की परवाह क्यों है? ठीक है, अगर इमारत का एक तिहाई पानी में तैरता है, तो इमारत का घनत्व पानी का एक तिहाई होगा। चूंकि पानी का घनत्व 1,000 किलोग्राम प्रति घन मीटर है, इसलिए इमारत लगभग 333 किलोग्राम / मी होगी3। वॉल्यूम और घनत्व के साथ, मैं इमारत का द्रव्यमान पा सकता हूं।

रैयत एलन

इस द्रव्यमान के साथ, मैं गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र (जी = 9.8 एन / किग्रा) द्वारा गुणा करके गुरुत्वाकर्षण बल को नीचे की गणना कर सकता हूं। इसका मतलब है कि सुपरमैन को लगभग 30 मिलियन न्यूटन के बल के साथ धक्का देना होगा। हाँ। यह एक बहुत बड़ी ताकत है, लेकिन हे – यह सुपरमैन है। इसलिए उसके नाम में "सुपर" है।

अब जब मेरे पास बल है कि सुपरमैन भवन को ऊपर धकेलता है, तो मैं दबाव की गणना भी कर सकता हूं। केवल एक चीज जो मुझे चाहिए वह उसके हाथों के संपर्क आकार का एक अनुमान है। मान लेते हैं कि सुपरमैन के बड़े हाथ हैं। शायद प्रत्येक हाथ के लिए संपर्क क्षेत्र एक तरफ एक वर्ग 15 सेंटीमीटर है। यह कुल संपर्क क्षेत्र को 0.045 वर्ग मीटर में रखेगा। इस और बल का उपयोग करते हुए, मुझे 670 मेगापैस्कल्स (एमपीए) का संपर्क दबाव मिलता है। हाँ, यह बहुत बड़ा दबाव है।

यह पता चला है कि कुछ सामग्री केवल कुछ अधिकतम मूल्य तक के दबाव को संभाल सकती हैं। इस मूल्य को संपीड़न ताकत कहा जाता है। यदि आप कम्प्रेशन स्ट्रेंथ प्रेशर वैल्यू से आगे जाते हैं, तो सामग्री फेल हो जाती है – यह या तो टूट जाती है या अलग हो जाती है या कुछ और खराब हो जाता है। ईंटों में केवल 80 एमपीए की एक संपीड़ित ताकत होती है – उन्हें सुपरमैन द्वारा कुचल दिया जाएगा। ग्रेनाइट में 130 एमपीए की एक संपीड़ित ताकत है। यहां तक ​​कि स्टील भी शायद विफल हो जाएगा।

मुझे यकीन नहीं है कि इमारत के तल पर क्या है, लेकिन मुझे लगता है कि सुपरमैन को नीचे से ऊपर धकेल दिया गया था और वह बस से टूट जाएगा। यह अजीब होगा। वह इमारत को उठाना चाहता है, लेकिन इसके बजाय सही उड़ान भरेगा। यह एक टूथपिक के साथ कपकेक उठाने की कोशिश करने जैसा होगा। हां, मैंने वास्तव में आपके लिए यह किया है। (मैं पहले से ही इसे काट लिया था।)

रैयत एलन

देख? वह काम नहीं करता है। सुपरमैन और इमारत के साथ भी यही होगा।

लेकिन रुकें! यह आपके विचार से भी बदतर है। सुपरमैन को इस इमारत को ले जाने के साथ एक और समस्या है। मान लें कि इमारत के केंद्र में कुछ है जो उसे नीचे से धकेलने और फर्श को तोड़ने से रोकने के लिए है। इमारत अभी भी नहीं उठाई जा सकी है।

यदि सुपरमैन इमारत के केंद्र को ऊपर उठाता है, तो इमारत के किनारों पर क्या खींचता है? इसका उत्तर यह है कि इमारत के अन्य हिस्से किनारों को पकड़ते हैं। कैसे एक बल आरेख के बारे में आपको दिखाने के लिए कि मेरा क्या मतलब है। आइए भवन के दो अलग-अलग हिस्सों पर बलों को देखें।

रैयत एलन

इमारत के बाईं ओर उस ब्लॉक के लिए, अनिवार्य रूप से दो बल हैं। वहाँ गुरुत्वाकर्षण बल नीचे खींच रहा है, और फिर कुछ ऊपर की ओर बल होना चाहिए ताकि इमारत का यह टुकड़ा संतुलन में हो। यह उर्ध्वगामी बल भवन के अन्य भागों से होता है जो इस भाग से जुड़े होते हैं।

अब इमारत के बीच के हिस्से को देखें। इसमें नीचे की ओर गुरुत्वाकर्षण बल भी होता है। लेकिन इमारत के दूसरे हिस्सों से भी नीचे की ओर बल है। हाँ, जोड़े में बल आते हैं। यदि इमारत का कुछ हिस्सा यूपी को बाएं हिस्से में धकेलता है, तो उस हिस्से को दूसरे हिस्से पर DOWN को पुश करना होगा। आईटी इस फिर भी इससे भी बुरा आप सोचते हैं। केंद्र के करीब जाने वाले प्रत्येक टुकड़े के लिए, उसे भवन के अधिक से अधिक हिस्सों का समर्थन करना होगा। आखिरकार यह आंतरिक बल इतना अधिक हो जाएगा कि यह सामग्री के संरचनात्मक बलों को पार कर जाएगा।

रुकिए। मेरे पास एक और डेमो है। मान लीजिए मैं एक साथ जुड़ी कुछ छोटी वस्तुओं का उपयोग करता हूं। इस मामले में मेरे पास तारों से जुड़े कुछ कॉर्क हैं। यह एक छोटी इमारत की तरह है। देखें कि जब मैं केंद्र से इस "इमारत" का समर्थन करता हूं तो क्या होता है।

रैयत एलन

सब कुछ ठीक लग रहा है। लेकिन क्या होगा अगर मैं अधिक कॉर्क जोड़कर इमारत को बड़ा बनाऊं? यहाँ क्या होता है।

रैयत एलन

अब इन तारों को सहारा देने के लिए अतिरिक्त कॉर्क का वजन बहुत ज्यादा है और पूरी संरचना झुक जाती है। अगर यह एक इमारत होती, तो यह टूट जाती।

यदि आप एक इमारत को उठाते हुए सुपरमैन का अनुकरण करना चाहते हैं, तो आप बीच में टूथपिक के साथ पूरे चॉकलेट केक को उठाने की कोशिश कर सकते हैं। यहां तक ​​कि अगर टूथपिक केक के माध्यम से नहीं गया, तो केक बिना प्लेट के नीचे गिर जाएगा। और फिर कौन crumbs लेने के लिए छोड़ दिया जाएगा? सुपरमैन?


अधिक महान WIRED कहानियां