Paumanhin, Sandra Bullock: Isang Fire Extinguisher ay isang Lousy Thruster


Ipagpalagay na ikaw ay isang astronaut sa espasyo. Wala kang anuman sa iyo maliban sa iyong wits at … isang pamatay ng apoy? Bakit isang pamatay ng apoy? Sapagkat iyon ang karakter ni Sandra Bullock sa pelikula Grabidad. Sapagkat ang isang pamatay ng apoy ay naglalabas ng gas (karaniwan na magpaputok ng apoy), maaari rin itong magamit upang gumawa ng thrust at makatulong sa iyo na magpakilos sa espasyo. Ngunit ito ba ay talagang gumagana? Iyan ang kung ano ang MythBusters, kung kanino ako ay isang consultant sa agham, ay naglagay upang subukan sa isang kamakailang episode.

Nagsimula ang MythBusters sa pamamagitan ng pagsisikap na lumikha ng isang katulad na sitwasyon sa ibabaw ng Earth. Ginamit nila ang isang blower ng dahon upang mag-usbong ng isang hoverkrap ng isang tao (hindi masyadong matigas na bumuo ng isa sa iyong sarili). Pinahintulutan nila ito sa isang rink ng yelo, na halos pinawalang-bisa ang panggigipit na puwersa. Pagkatapos ay gumamit sila ng isang pamatay ng apoy para sa thrust at sinubukan ang maneuvering sa paligid ng yelo.

Naka-out na ang pamatay ng apoy ay hindi napakahusay para sa pagkontrol sa paggalaw ng hoverkrapo. Walang maiiwasan ang mga balakid na itinatag sa yelo. Ang mga problema sa pandurog ng pamatay ng apoy ay may dalawang bahagi: Una, hindi ito itulak na mahirap sa hoverkrapo. Kaya kailangan mong bumuo ng thrust para sa isang malaking halaga ng oras upang makakuha ng isang kapansin-pansin na pagbabago sa paggalaw. Pangalawa, ang paraan ng puwersa ay nagbabago ang paggalaw ng isang bagay ay hindi sumasang-ayon sa aming mga pangunahing intuitions tungkol sa puwersa. Ito ang ikalawang bahagi na nagpapahirap sa paglipad ng isang pamatay ng apoy sa espasyo.

Makakakuha tayo ng isang mahusay na modelo kung paano gumagalaw ang mga bagay sa pamamagitan ng pagrepaso sa iyong buong buhay. Oo, gawin natin ito ngayon. Para sa halos bawat pangyayari na iyong naobserbahan, mukhang sundin ng mga puwersa ang sumusunod na tuntunin:

Kung itulak mo ang isang bagay, gumagalaw ito sa direksyon ng push. Kung huminto ka sa pagtulak nito, ito ay tumitigil sa paglipat.

Ang modelo ng puwersang iyon ay tila gumagana sa lahat ng oras. Ang isang kaso kung saan ito ay hindi gumagana ay sa hovercraft sa yelo. Sa kasong ito, ang hoberkrap ay binibigyan ng push upang makuha ito sa paglipat. Pagkatapos nito, ang tao ay tumitigil sa pagtulak-ngunit ang hoverkrapo ay PUMILI NG KAPANGYARIHAN! Totoo akong iniisip na ang mga tao ay parang yelo. Ang mga bagay sa yelo ay hindi sumusunod sa aming mga normal na puwersa ng mga modelo.

Dahil ang modelong ito ng "puwersa ay katumbas ng paggalaw" ay hindi gumagana sa yelo, malinaw na ito ay hindi ang pinakamahusay na modelo. Dito, maaari kong ilarawan ang isang mas mahusay na modelo ng lakas na may tatlong gifs.

Isang patuloy na lakas ng pasulong

Kumuha ng isang mababang-alitan (halos frictionless) cart at itulak sa isang pare-pareho ang lakas. Narito ang nangyayari.

Rhett Allain

Kung hindi mo masabi, ang kariton ay lumalaki sa bilis. Sa totoo lang, mahirap para sa mga tao na makita ang mga pagbabago sa bilis. Karaniwan namang binabali namin ang motions sa tatlong kategorya: hindi gumagalaw, mabagal, mabilis. Ngunit tiwala ka sa akin. Ang kariton na ito ay lumalaki sa bilis. Kaya kung itulak mo ang isang bagay na may lakas sa parehong direksyon na ang bagay ay gumagalaw, ito ay mapabilis.

Ang isang pare-pareho paatras puwersa

Narito ang parehong cart, ngunit ngayon ang fan ay patulak sa kabaligtaran direksyon. Kailangan kong bigyan ang cart ng isang push, at pagkatapos na ito ang mangyayari.

Rhett Allain

Sa kasong ito, ang paurong puwersa ay nagpapabagal sa cart. Ito ay nagpapabagal nang labis na hihinto ito sa kalaunan. Sa sandaling tumigil ito, ang cart ay nagsisimula lumipat pabalik sa kanan at pinapabilis up-dahil ito ay isang forward lakas.

Isang puwersang patagilid

Hindi ko magawa ito sa cart, kaya ginamit ko ang isang yo-yo sa halip. Narito ang isang top view ng isang yoyo na lumilipat sa isang bilog.

Rhett Allain

Ang puwersa sa yoyo ay mula sa string at ito ay palaging kumukuha sa isang direksyon patayo sa paggalaw ng yo-yo. Ito ay nangangahulugan na ang yo yo yo patuloy na nagbabago ng direksyon kahit na ito ay halos gumagalaw sa parehong bilis. Ano ang mangyayari kapag pinalaya ko ang string? Wala nang puwersa sa gilid, ang yoyo ay bumalik sa paglipat sa isang tuwid na linya sa isang pare-pareho ang bilis (halos pare-pareho).

Ano ang magkatulad sa lahat ng tatlong kasong ito? Ang puwersa ay laging mga pagbabago ang galaw ng bagay. Pinapabilis nito, pabagalin, o baguhin ang direksyon. Siyempre ito ay isa sa mga pangunahing mga modelo sa physics-na ang kabuuang puwersa sa isang bagay ay proporsyonal sa rate ng pagbabago ng bilis.

Kaya, bakit napakasama ng mga tao? Kami ay hindi masama sa paggawa ng mga modelo, ngunit nagkakaroon kami ng problema sa pagkakita ng alitan bilang isang puwersa. Dahil ang alitan ay halos lahat ng dako, sa palagay namin na ang panunulak na may pare-pareho na puwersa ay gumagawa ng isang bagay na lumilipat sa isang tuluy-tuloy na bilis. Sa katunayan, may zero net force sa kasong ito. Ang puwersa mo ay nagtutulak ng mga balanse upang maiwasan ang walang puwersa. Walang puwersa na nangangahulugang walang pagbabago sa paggalaw. Gayunpaman, ito ay sanhi ng palagiang alitan.

Subukan ang iyong sariling modelo ng lakas

OK, nakukuha ko ito. Hindi mo kayang maitakda kapag sinubok ng MythBusters ang kanilang hoverkrap sa pamatay ng apoy. Huwag mag-alala, hindi ako nakarating doon. Ngunit mayroon akong susunod na pinakamagandang bagay-isang fire extinguisher simulator. Oo. Ginawa ko ito para sa iyo.

Narito kung paano ito gumagana. Kapag na-click mo ang pindutan ng Run, ang malaking disk ay nagsisimula sa paglipat sa kanan. Mayroong pare-pareho na puwersa mula sa pamatay ng apoy na nagdadala sa direksyon ng arrow. Maaari mong gamitin ang mouse upang ilipat ang arrow na sa anumang direksyon sa tingin mo ay ang pinakamahusay na. Ngayon, maaari mo bang iwasan ang pader na iyon? Narito ang iyong pagkakataon.

Sa tingin ko mayroon akong ilang mga komento sa programang ito.

  • Tandaan, ang arrow ay ang direksyon ng puwersa. Hindi ito ang direksyon na iyong ituturo ang pamatay ng apoy.
  • Maaari mong tingnan ang code kung ito ay ginagawang masaya ka. Babala: Nalilito ako kapag nagdaragdag ng mga pindutan at mga pakikipag-ugnayan ng mouse at mga bagay-bagay.
  • Dapat gumana ang mga pindutan ng pag-pause at i-reset.
  • Wala sa code ang pumipigil sa iyo mula sa pagpunta lamang sa pamamagitan ng pader. Walang pader, walang kutsara. Nasa lugar lamang ito para sa mga dekorasyon.
  • Hindi, hindi mo maaaring i-off ang extinguisher ng apoy. Ito ay mananatili sa loob ng 20 segundo.

Maaari mong makita na hindi imposible upang maiwasan ang pader, ngunit hindi ito mahalaga. Isipin mo kung ang hoberkrap ay din umiikot. Ito ay magiging mabaliw. Maaari mong baguhin ang paikot na rate ng hoverkrapo na may fire extinguisher thrust na hindi nakadirekta sa sentro ng masa. Ito ay pagkatapos ay magsagawa ng panlabas na metalikang kuwintas AT isang panlabas na puwersa. Gayunman, ang coding ay mas mahirap, kaya iniwan ko ang bahaging iyon.


Higit pang mga Great WIRED Stories