Kakšna tkanina preprečuje, da bi bliskavica zagorela?

Prejšnji teden smo si ogledali kaj ščiti Flash pred škodljivimi učinki super hitrosti. Izkazalo se je, da potovanje s hitrostjo zvoka ali več hitrosti zvoka povzroča veliko težav, kot so hrošči, ki jih posekate, naključno ubijete ljudi, ki jih želite rešiti, in jih opeče trenje. Zakaj je Flash varen pred temi življenjsko nevarnimi težavami? Skratka, zaradi Speed ​​Force Aure - nevidne zaščitne pregrade, ki ga ščiti pred norimi trenji, udarci s super hitrostjo in pospeševanjem, ki bi skoraj zagotovo ubilo njega in kogar koli, ki ga ima.



Toda razmislimo o hipotetičnem scenariju, v katerem Aura Speed ​​Force ne obstaja. Iz česa bi morala biti izdelana obleka Flash, da bi ga zaščitili pred neverjetno toploto, ki jo povzroča trenje? Če si sposodimo frazo od Marka Watneyja, bomo morali to naučiti.

Preden se lotimo tega, ugotovimo eno: govorili bomo o Blisku iz oddaje CW. Obstajajo številne različne interpretacije filma The Flash, njegovih sposobnosti in obleke, a ker je interpretacija CW-ja za zdaj najbolj prepoznavna, je to obleka, s katero gremo.



Tukaj vemo o obleki: Ko Cisco Ramon obleko predstavi Barryju, razloži, da je bila razvita za nadomestitev kosovnih odcepov za gasilce. Je lahek, ščiti pred obrabo in je izjemno odporen proti vročini (koristen glede na to, proti čem se bo spopadel), Cisco pa pravi, da je narejen z ojačanim tripolimerjem.



Razumem? Kul. Pojdimo k znanosti.

Adam Weiner, inštruktor fizike in avtor knjige Ne poskušajte tega doma! Fizika hollywoodskih filmov , pretehta nekatere posebnosti superhitrosti in njenih izjemnih izzivov - namreč sile, ki delujejo na Barryja Allena, ko pride do norih hitrosti, in kakšne vrste zlorabe njegove obleke in čevljev biti sposoben zdržati, da bi mu sledil.

Videli smo različico The Flash različice The Flash, ki doseže Mach 2 (in več), zato bomo vedeli, da je popolnoma sposoben doseči Mach 2 (1500 mph / 700 m / s) brez pomoči, in ga bomo uporabili kot merilo za naš izračuni. Začnimo s silo, s katero se bo Flash moral spoprijeti, ko se premika s super hitrostjo.



Če naredimo grob izračun sile zračnega upora, ki deluje na bliskavico pri (Mach 2) ..., dobimo vrednost okoli 120.000 Newtonov (približno 27.000 funtov) sile, pravi Weiner. Po Newtonovem prvem in drugem zakonu gibanja mora biti neto sila na bliskavico enaka nič, da se ohrani konstantna hitrost. To pomeni, da mora biti sila, ki ga poganja naprej (statično trenje med nogami in tlemi), enaka sili zračnega upora, ko se premika s konstantno hitrostjo.

120.000 Newtonov je veliko sile. Kot si lahko predstavljate, bo sposobnost izvajanja te sile izziv, še posebej, če običajni materiali niso ravno opremljeni, da bi nam pomagali v oddelku za statično trenje v tolikšni meri.

Weiner pravi, da obstaja največja lepljivost med katerima koli materialoma, ki se imenuje koeficient statičnega trenja. Koeficienti za večino materialov se gibljejo med vrednostmi 0 (brez trenja) in 1. Z uporabo te največje statične vrednosti bi bila največja sila, ki bi lahko obstajala med nogami Flash in tlemi, ne da bi mu stopala preprosto zdrsnilo nazaj, okoli 800 N!



Torej, z vašimi tekočimi materiali bo Flash lahko le zdrsnil do približno 800 Newtonov (kar je precej kontraproduktivno za pospeševanje). To je veliko manj kot 120.000 Newtonov, kaj torej to pomeni za udeležbo superheroja The Flash? No, ne samo obleka The Flash mora biti posebna.

To pomeni, da bi morala biti sila statičnega trenja med nogami in tlemi 150-krat večja, da bi lahko dejansko tekel s to hitrostjo, pravi Weiner. Dejansko bi v nasprotnem primeru največja hitrost, ki bi jo Flash lahko zagnal, znašala le približno 50 m / s (110 mi / h), preden bi mu stopala zdrsnila. Potreboval bo nekaj prav posebnih čevljev!

Na žalost verjetno nimamo materiala z dovolj visokim koeficientom statičnega trenja, da bi Flash lahko prehodil 1500 mph (ali več). Vemo, da Speed ​​Force Aura za nas rešuje vse te težave, vendar ne pozabite: SFA smo začasno ustavili zaradi hipotetične razprave o super obleki. Torej, naprej, pogovorimo se o problemu pospeševanja.

Flash hitro pospeši. Priročno je, če upošteva, da ima kam iti in da mora do njega priti bliskovito (žal), vendar predstavlja nekaj vprašanj glede sposobnosti človeškega telesa, da vzdrži nore količine gravitacijske sile.

Če za to potrebuje desetino sekunde, bo njegov pospešek a = sprememba hitrosti / časa = 700 m / s / 0,1 s = 7000 m / s / s, pravi Weiner. To je pospešek 700 g, ki je usoden za običajnega človeka. Če si vzame sekundo, da doseže hitrost, ki pospešek zmanjša na 70 g / s, kar bi lahko še vedno predstavljalo veliko zdravstveno težavo, in bi lahko imel izpad. Da bi Flash preživel, se mora v nekaj sekundah pospešiti, da bi pospešil, da bi zmanjšal pospeške, ki jih doživlja.

Okej, torej pospeševanje v resnici ni težava v obleki in ja, še enkrat, popravljeno je z razlago Speed ​​Force Aure, ampak nekaj, o čemer je treba razmisliti, saj upoštevamo resnične posledice velesil.

Poleg frikcijskih izzivov, ki obstajajo med stopalom Flash in tlemi ter velikim problemom sile v pospeševanju, obstaja tudi glavna skrb, da bi Flashjeva obleka, hm, lahko zgorela. Trenje pomeni toploto. Veliko trenja pomeni a veliko toplote. Vročina opeče stvari, zato bomo potrebovali material za obleko The Flash, ki ne izgori.

Vnesite: Nextel. Keramični material, ki se uporablja na vesoljskih plovilih, da jih zaščiti pred zgorevanjem ob ponovnem vstopu v ozračje, je odporen na toploto. NASA opisuje kot: Močnejši od aluminija, ognjevaren in sposoben prenesti meteoroide. Nextel je najboljša možnost, ki jo imamo za resnično enakovredno obleko Barryja Allena, sposoben prenesti toploto, ki presega nekaj tisoč stopinj, in postati močnejši od aluminijaste plošče v kombinaciji s kevlarjem (materiali neprebojnih jopičev).

Ni ojačan tripolimer, ampak je naredi dejansko obstajajo in se dokaj realno upira zahtevam Flash.

Kar zadeva toplotno odporne lastnosti njegove obleke, pravi Weiner, je pokrit, če uporablja material Nextel. Če je njegova največja hitrost res v območju Macha 2, potem adijabatsko ogrevanje (zaradi stiskanja zraka pred njim) ne bo problem. Če začne presegati hitrost ponovnega vstopa vesoljske ladje (7 do 10 kilometrov na sekundo), ima lahko težave z izhlapevanjem v ozračju.