אם אנשים יכלו לעוף,
בלי כלים או מכונות,
באיזו מהירות אתם חושבים שהיינו עפים?
עד 2012, שיא העולם
לספרינט למרחקים קצרים הכי מהיר
הוא בערך 44 קילומטר בשעה.
מהירות הריצה תלויה בכמה כוח
מופעל על ידי רגלי הרץ,
ולפי חוק התנועה השני של ניוטון,
כוח הוא התוצר של מסה כפול תאוצה.
וחוק התנועה השלישי של ניוטון אומר
שלכל פעולה,
יש תגובה שווה והפוכה.
אז, זה אומר שריצה דורשת
אדמה לדחוף ממנה,
והאדמה דוחפת חזרה מול רגלי הרץ.
אז, טיסה תהיה למעשה
דומה יותר לשחיה.
מייקל פלפס הוא כרגע האדם המהיר ביותר במים
והספורטאי האולימפי עם הכי הרבה מדליות בכל הזמנים.
נחשו כמה מהר הוא שוחה?
התשובה תפתיע אתכם.
השיא המהיר ביותר שלו הוא
פחות מ 8 קילומטר בשעה.
ילד על האדמה יכול בקלות לרוץ מהר יותר
ממייקל פלפס במים,
אבל למה זה?
ובכן, בואו נחזור לחוק השלישי של ניוטון.
כשאנחנו רצים, אנחנו נעים קדימה
על ידי דחיפת האדמה עם רגלינו
והאדמה דוחפת חזרה,
ומאיצה אותנו קדימה.
האדמה מוצקה.
בהגדרה, זה אומר שהחלקיקים
בעיקרון נעולים למקום
וחייבים לדחוף חזרה במקום לזוז מהדרך,
אבל מים הם נוזליים וזורמים בקלות.
כשאנחנו מניעים את הזרועות שלנו
כדי לדחוף את המים,
חלק ממולקולות המים
יכולות פשוט להחליק אחת מול השניה
במקום לדחוף חזרה.
עכשיו, בואו נחשוב שאנחנו עפים.
לאויר יש יותר מקום חופשי
לחלקיקים לזוז אחד יחסית לשני,
אז אפילו יותר מהאנרגיה שלנו תתבזבז.
אנחנו נצטרך לדחוף הרבה אויר אחורה
כדי לזוז קדימה.
אסטרונאוטים נעים במעבורות חלל
באפס כבידה כשהם בחלל החיצון
על ידי ידיות שמותקנות על התקרה הקירות
והרצפה של המעבורת.
עכשיו, דמיינו שניתנה לכם היכולת לרחף.
איך תזוזו באמצע הרחוב?
ובכן, לא תגיעו רחוק
על ידי שחיה באויר, נכון?
לא, אני לא חושב!
עכשיו, נניח שניתנה לכם היכולת לרחף
והמהירות לנוע ביעילות,
בואו נדון בגובה הטיסה שלכם.
לפי חוק הגז האידיאלי,
P-V N-R-T,
ללחץ וטמפרטורה יש יחס חיובי,
מה שאומר שהם גדלים וקטנים יחד.
זה בגלל שהאויר מתפשט בנפח
עם פחות לחץ,
אז למולקולות יש יותר מקום לנוע בו
בלי להתנגש אחת עם השניה וליצור חום.
מאחר והלחץ האטמוספרי נמוך בהרבה
בגבהים גבוהים,
זה יהיה קפוא
אם תעופו מעל העננים.
אתם תצטרכו לעטוף את עצמכם
כדי לשמור על חום גוף
מעל 36 מעלות צלזיוס,
אחרת תתחילו לרעוד בפראות,
עד שבסופו של דבר תהפכו למבולבלים מנטלית
ולבסוף תפלו מהשמיים
בשל איבוד שליטה בשרירים
מהיפותרמיה!
עכשיו, חוק הגז האידיאלי מראה
שכשהלחץ פוחת,
נפח הגז עולה,
אז, אם הייתם עפים ישר למעלה במהירות,
הגז בתוך גופכם יתרחב במהירות
באותה צורה שסודה מבעבעת כשהיא מנוערת.
התופעה נקראת "בנדס,"
מחלת הפחתת לחץ,
או "מחלת צוללנים"
מאחר וצוללנים במים עמוקים חווים אותה
כשהם עולים מהר מדי.
התוצאה היא כאב,
שיתוק,
או מוות,
תלוי בכמה קצפי הדם שלכם נעשה.
אוקיי, ובכן, בואו נגיד שאתם רוצים לעוף
רק כמה מטרים מעל האדמה
שם אתם עדיין יכולים לראות שלטים בכביש
ולנשום חמצן בקלות.
אתם תצטרכו משקפיים וקסדה
כדי להגן על עצמכם מציפורים,
חרקים,
שלטי רחוב,
חוטי חשמל,
ואנשים מעופפים אחרים,
כולל שוטרים מעופפים
שמוכנים לתת לכם דוח
אם אתם לא תעקבו אחר חוקי התעופה, חבר.
עכשיו זכרו, אם יש לכם התנגשות באויר
בגללה תאבדו את ההכרה,
אתם תחוו נפילה חופשית
עד שתפגעו באדמה.
בלי חברה או חוקי הפיסיקה,
תעופה תהיה יכולת מגניבה.
אבל, אפילו אם כולנו נוכל פשוט לרחף
מספר מטרים מעל האדמה
ורק לזוז בקצב של חילזון,
אני אגיד לכם, זו עדיין יכולת מגניבה שהייתי רוצה,
אתם לא?
כן, חשבתי ככה.
עכשיו, איזה שיעור פיסיקלי על כוח על
תרצו לחקור עכשיו?
שינוי גודל גוף וחומר,
מהירות על,
תעופה,
כוח על,
חיי נצח,
ו
בלתי נראות.