Дали свиващият лъч на Ant-Man позволява на обектите да запазят своята маса, докато станат мънички?

Може би вие сте от хората, които избягват всички трейлъри, защото развалят филма твърде много. Аз не съм от тези хора. Ето защо веднага изгледах трейлър, който излезе тази седмица за предстоящия филм на Marvel Ant-Man and the Wasp. Въпреки че бях голям фен на комиксите, израствайки, никога не съм влизал в Ant-Man. Но първият филм на Ant-Man беше по-добър от очакваното - и сега с нетърпение очаквам това продължение.

човека-мравка

Ако не знаете за Ant-Man, ще ви дам кратък преглед. Този супергерой използва специална технология, която му позволява да се свие до размер на мравка (или понякога може да стане наистина голям - както се вижда в Капитан Америка: Гражданска война). Той също така има способността да общува с мравките. О, и технологията, използвана за промяна на размера на Ant-Man, може да се използва и за свиване или обгръщане на други обекти.

В ремаркето виждаме как Ханк Пим (създателят на технологията за промяна на размера) свива цяла сграда и след това я търкаля на колела. Но какво се случва, когато свиете сграда? За да отговорим на това, трябва да помислим какво всъщност намалява намаляването във Вселената на Марвле. Когато даден обект се свие, размерът му намалява ли, но масата му остава постоянна? Може би плътността на обекта остава постоянна по време на процеса - или може би прави нещо странно като преместване в други измерения.

Наистина, механиката на свиване е доста трудна за разгадаване. Има противоречиви доказателства от първия филм: Първо, има случаят, когато Скот Ланг (известен още като Пол Ръд, известен още като Ant-Man) облича костюма и се свива. В един момент той пада на пода и напуква плочката, което предполага, че запазва масата на човек в пълен размер. По-късно обаче виждаме, че Ханк Пим има малък резервоар на ключовата си верига - истински резервоар, който току-що е намален. Но ясно е, че този резервоар не може да има същата маса като пълен резервоар. Иначе как би го носел наоколо?

Както и да е. Просто ще отида с идеята, че масата остава постоянна - и ако греша, о, добре. Това така или иначе е просто филм.

Нека започнем с пълноразмерната сграда в този трейлър. Колко голям е? Какъв е обемът? Каква е масата? Разбира се, ще трябва да направя груби оценки, така че ще започна с размера. Като гледам видеото, мога да преброя 10 нива с прозорци. Това го прави 10 истории с всяка история с височина 4 метра (приблизително). Това би поставило сградата на височина от 40 метра. Когато компилацията се свие, тя изглежда доста кубична форма. Това би поставило както дължината, така и ширината на 40 метра. Обемът ще бъде (40 m) 3 = 64 000 m 3 .

Защо изобщо се нуждая от силата на звука? Защото ще го използвам за оценка на масата.

Сигурен съм, че някой строителен инженер някъде има формула за изчисляване на строителната маса, но не искам да го търся. Вместо това мога да намеря масата, като първо изчисля плътността (където плътността се определя като масата, разделена на обема). За мен е по-лесно да си представя плътността на дадена сграда, като се преструвам, че плава във вода. Да предположим, че сте взели сграда и сте я поставили в океана (и сградата не изтича). Би ли плавал? Вероятно. Колко от него ще стърчи над водата? Ще се досетя, че 75 процента е над водата - нещо като голяма лодка. От това получавам плътност 0,25 пъти по-голяма от плътността на водата или 250 kg/m 3 (повече подробности в този пример за плътност).

С прогнозния обем и плътност получавам строителна маса от 16 милиона килограма. Отново това е само моето предположение.

Сега нека свием тази сграда до размера в ремаркето. Предполагам, че достига размер само 0,5 метра от всяка страна, като обемът е 0,125 m 3. Ако масата все още е 16 милиона килограма, малката сграда ще има плътност от 512 000 кг/м 3. Да, това е огромно. Просто сравнете това с метал с висока плътност като волфрам (използван при риболовни тежести). Това има изброена плътност от 19 300 kg/m 3. Тази сграда ще има плътност, която е 26 пъти по-висока от волфрама.

Но почакай! Има още! Ами ако поставите тази малка и супер масивна сграда на земята само с две малки подвижни колела, както прави Ханк Пим в ремаркето? Позволете ми да изчисля налягането, което тези колела биха оказали на пътя, където налягането е силата, разделена на контактната площ. Размерът на колелата е доста труден за изчисляване - а още по-трудно е да се получи контактната площ между колелата и земята. Просто приблизително ще го преценя (и предполагам за големия размер). Да предположим, че всяко колело има 1 cm 2 2 контактна площ за общо 2 cm 2 или 0,0002 m 2 .

Знам, че силата на земята ще бъде теглото на сградата. Това може да се изчисли, като се вземе масата и се умножи по локалната гравитационна константа от 9,8 нютона на килограм. След като получим тази сила, просто разделям на площта, за да получа контактно налягане от 3,14 х 10 9 нютона на квадратен метър, или 3,14 гигапаскала. Да. Това е огромно. Нека сравним това с якостта на натиск на бетона при около 40 мегапаскала. Якостта на натиск е налягането, което материалът може да издържи преди счупване. Явно 3 гигапаскала са по-големи от 40 МРа. По дяволите, дори гранитът има якост на натиск от 130 MPa.

Ако Ханк иска да отмести тази сграда, така че никой да не забележи, ще има проблем. Колелата ще оставят след себе си следа от разрушаване, като разбият всички повърхности, по които се търкаля. Или има друг вариант. Може би масата на сградата става по-малка, когато се свие - но в такъв случай нямам нещо забавно, за което да пиша.

Още Физика на Marvel

Супергероите са наистина големи в тези неща, които променят формата, но наистина ли Невероятният Хълк е толкова мрачен, колкото изглежда в Тор: Рагнарок?

Можете също така да имате планети, които променят формата си, като странната несферична планета Sovereign in Guardians of the Galaxy Vol. 2. Може ли това наистина да работи?

И за някои физики на свръхзърната плътност: Можете ли да изчислите центъра на масата в чука на Тор?

Може би вие сте от хората, които избягват всички трейлъри, защото развалят филма твърде много. Аз не съм от тези хора. Ето защо веднага изгледах трейлър, който излезе тази седмица за предстоящия филм на Marvel Ant-Man and the Wasp. Въпреки че бях голям фен на комиксите, израствайки, никога не съм влизал в Ant-Man. Но първият филм на Ant-Man беше по-добър от очакваното - и сега с нетърпение очаквам това продължение.