Машины и
я могу 
Все гениальное просто!
Машины и Механизмы
Все записи
текст

Физики о фильмах

В свободное от основных занятий время профессора физического факультета Университета Центральной Флориды Костас Дж. Эфтимиу и Ральф А. Ллевеллин составляют формулы, доказывающие невежественность создателей голливудских фильмов. 

 

Если у вас есть собственные наблюдения по этому поводу или вы желаете опровергнуть ниже высказанные варианты, выкладывайте свои комментарии) 


Фильм «Скорость» (1994 год)




Заминированный террористами автобус не может ехать со скоростью меньшей,...

Физики о фильмах

В свободное от основных занятий время профессора физического факультета Университета Центральной Флориды Костас Дж. Эфтимиу и Ральф А. Ллевеллин составляют формулы, доказывающие невежественность создателей голливудских фильмов. 

 

Если у вас есть собственные наблюдения по этому поводу или вы желаете опровергнуть ниже высказанные варианты, выкладывайте свои комментарии) 


Фильм «Скорость» (1994 год)




Заминированный террористами автобус не может ехать со скоростью меньшей, чем 50 миль в час (80 км/ч) — иначе бомба у него на борту взорвется. Но пассажиры узнают, что мост впереди закрыт на ремонт, а центральный пролет у него разобран. Поскольку останавливать автобус нельзя, они принимают решение перескочить пропасть на полном ходу. Автобус разгоняется до 70 миль в час (112 км/ч), с успехом преодолевает препятствие и приземляется на самом краю обрыва.

Безусловно, его полет — это пример баллистического движения с начальной скоростью v и начальным углом наклона Θ. Траектория автобуса, как любого снаряда, должна быть параболической; но при покадровом воспроизведении видно, что автобус летит горизонтально! Не учитывая силы трения и сопротивления, определим расстояние, которое сможет преодолеть летящий автобус, как

R=v2sin()g

м/с 9,8 = Приняв данные фильма (угол Θ = 30°, скорость v = 70 миль в час = 31 м/с) и зная, что ускорение свободного падения g2, мы получим расстояние, равное 85,5 м.

Однако обстоятельства требуют учесть силы трения и сопротивления. Мы можем считать, что примерная дальность полета автобуса на полной скорости составит всего 40 м или 131 фут. Но в фильме говорится, что ширина пропасти составляет 50 футов (15,2 м).

Поэтому автобус должен был приземлиться гораздо дальше от обрыва — как минимум на расстоянии собственной длины.


Фильм "Человек-паук" (2002 год)

Зеленый Гоблин похищает возлюбленную Человека-паука Мэри Джейн. Он поднимает девушку на башню моста Куинсборо и перерезает трос проходящей рядом канатной дороги. Так ему удается взять в заложники еще и полную кабину детей. Когда появляется Человек-паук, Зеленый Гоблин одной рукой удерживает трос, а другой — Мэри Джейн.

На рисунке заметно, что угол, образуемый тросом к горизонтали Θ = 7°. Тогда

2FsinΘ=W,

где F — сила, действующая на Зеленого Гоблина со стороны троса и равная силе его натяжения, а W — суммарный вес кабины.

Также на Зеленого Гоблина действуют

а) направленная вниз сила mg, равная весу Мэри Джейн, которая действует на левую руку негодяя;

б) его собственный вес Mg;

в) со стороны башни — нормальная сила N, направленная вверх.

В вертикальном направлении силы +mg, +Mg, — N и компонента +FsinΘ из F взаимно уничтожаются:

mg+Mg+FsinΘ−N=0

Однако горизонтальная компонента FcosΘ из F не компенсируется ничем. Это означает, что Зеленый Гоблин не может находиться в состоянии статического равновесия.

Спасти ситуацию можно, заявив, что здесь должна учитываться сила трения покоя fs. Действительно, в этом случае силы взаимно уравновешиваются и по горизонтали

FcosΘ−fs=0

Но все же, даже если максимальное значение трения покоя равно μsN, взаимное уничтожение сил потребует

μsWtgΘ(W/2+Mg+mg),

Вес кабины гораздо больше суммарного веса Мэри Джейн и Зеленого Гоблина. Поэтому

W/2+Mg+mgW/2

и, следовательно,

μsctgΘ24.

Значение коэффициентов трения обычно меньше 1. Коэффициент 4 неправдоподобно высок и достижим только в том случае, если соприкасающиеся материалы имеют свойства клея. Но допустим, что это так. Тогда две силы F и fs будут действовать в двух разных местах и, что важно, создадут момент вращения.

А противодействующий момент вращения, создаваемый mg, будет заведомо недостаточен.

 

Фильм "Земное ядро: бросок в преисподнюю" (2003 год)


В результате военных испытаний внешнее ядро Земли перестало вращаться, что вызвало неполадки в магнитном поле, защищающем ее от космического излучения. Группа ученых на подземной машине отправляется внутрь Земли, чтобы с помощью атомной бомбы привести ядро в движение.

На глубине 700 миль (1126,5 м) машина выходит из строя. Починив ее, один из смельчаков погибает под обвалом, его тело падает в лаву, а через несколько секунд тонет.

Что происходит с объектом, брошенным в лаву? На него действуют две силы. Во-первых, это сила тяжести

Fтяж=gMобъект,

где Mниже — масса объекта, а g — ускорение свободного падения в данном месте. Последнее будет слабее, чем на поверхности, поскольку на гравитационное притяжение будет влиять только вещество, находящееся ближе к центру сферы, то есть ниже подземной машины

gниже=GMнижеR2ниже

где Mниже — масса вещества, находящегося ниже машины. Предположим, что Земля имеет однородную плотность,тогда

Mниже=43πR2нижеρземля

Следовательно

gниже=4πG3ρзем.Rниже

Ускорение свободного падения g = 9,8 м/с2 на поверхности Земли найдено по формуле

g=4πG3ρзем.Rзем.

Поделив эти два уравнения, мы получаем, что

gниже=gRнижеRзем.

Это означает, что чем ближе подбирается машина к центру Земли, тем меньше действующая на нее сила тяжести. На момент аварии она действовала бы слабее на 20% — на такой глубине люди уже не могут нормально ходить!

Но нас интересует тело в лаве. Пусть объем объекта V, а его плотность объект, тогда

Fгравитац.=RнижеRземляобъектV

Кроме силы тяжести, на помещенный в лаву объект также действует сила Архимеда. Она равна силе тяготения, действующей на вытесненную объектом лаву

F=gнижеMвытесн.=RнижеRзем.ρлавыV,

где V — это объем погруженной в лаву части тела. Равнодействующая сила Fравн, действующая на тело

Fравн.=RнижеRзем.g(ρлавыVвρобъектV)

В зависимости от того, отрицательное или положительное значение примет F, объект поплывет или утонет.

ρлавыVρобъектV,

Человеческое тело в основном состоит из воды, поэтому его плотность будет близка к плотности воды, воды = 1000 кг/м3.

Лава же представляет собой расплавленный камень, а камни на поверхности имеют приблизительную плотность 3300 кг/м3. Поэтому лавы = 3300 кг/м3. Следовательно, если треть человеческого тела погружается в лаву, силы становятся равными и тело перестает тонуть.

 

Фильм "Люди-Икс 3: последняя битва" (2006 год)


Лидер мутантов Магнето перемещает мост «Золотые Ворота» по воздуху, чтобы соединить порт Сан-Франциско и остров Алькатрас. Это позволяет мутантам атаковать расположенный на острове институт, где идет разработка лекарства от Болезни-Икс.

Известно, что масса моста «Золотые Ворота» без северной и южной опор составляет 380 800 000 кг, а длина его подвесных пролетов — 1966 м. Будем считать, что когда Магнето поднимал мост, на каждые 4 метра приходилось по машине. Соответственно, всего на мосту было 393 машины. Если среднестатистическая машина весит 1000 кг, то их общая масса — 393 000 кг. Будем считать, что общая масса моста и машин — 400 000 000 кг.

С помощью карты несложно установить, что мост преодолел расстояние 5400 м. Его перемещение заняло несколько минут, поэтому для простоты вычислений примем скорость 10 м/с.

Кинетическая энергия для перемещения в таком случае будет равна

K=12mv2=20000000000Дж

Энергию Магнето черпает из магнитных полей. В конечном счете, магнитные поля — это продукт его пищеварения: клетки тела мутанта преобразуют энергию, полученную с пищей. Одна калория — это 4200 Дж. Тогда энергия, необходимая для перемещения моста, равна 4761900 калориям. Среднестатистический мужчина потребляет 2500 калорий в день. Перемещение моста требует потребления такого количества еды, которое съедают за день 1900 обычных мужчин! Но так как Магнето во время процедуры не ел, энергия должна была образоваться за счет вычитания массы его тела. Фунт жира содержит 3500 калорий. Иными словами, за время перемещения моста Магнето должен был потерять по меньшей мере 612,35 кг.

Кроме того, выделяя энергию, Магнето должен светиться, подобно лампочке. Средняя мощность его тела

ρ=20000000000Дж540сек=37037037Вт

Стандартная нить лампы накаливания мощностью 60 Вт имеет длину около 2 м и сечение 0,25 мм. В таком случае площадь ее поверхности составляет 0,003 м2. Тогда интенсивность светового потока лампы

Iлампы=60W0,003m2=20000Wm2

Площадь поверхности человеческого тела составляет около 1,8 м2; округлим ее до 2 м2. Тогда сила света Магнето

Iмагнето=18,518519Wm2

Тело Магнето должно светиться в 926 раз сильнее 60-ваттной лампы!



Интересно

Машины и Механизмы
Всего 2 комментария
Открыть Свернуть Комментировать
Комментарии
  • Александр Новиков
    00:00   /  05 декабря 2012
    развернуть
    Наверное, это разобраны еще не совсем плохие фильмы. А вот если бы разобрать галиматью, которая попадает в прокат, но которую даже обычному человеку смотреть смешно, то стало бы савсем грустно. Часто люди, которые это делают даже не задумываются о реалиях. Лично я вижу очень много ляпов, которые в обычной жизни произойти просто ника не могут. Особенно в отечественных фильмах и в сериалах. Поэтому, наверное, их почти и не смотрю. Скучно...)
  • Камилла Андреева
    04:23   /  05 декабря 2012
    развернуть
    А я совсем недавно посмотрела фильм "Мой парень псих". Очень понравился. Еще идет во многих кинотеатрах.

Рекомендуем

Научные события Петербурга:
Конкурс детских книг с иллюстрациями Конкурс детских книг с иллюстрациями
Весь мир Дедлайн – 14 февраля 2020 года
Экономический диктант Экономический диктант
Онлайн – весь мир, оффлайн – Россия 9 октября
Фотоконкурс «Наука о жизни» Фотоконкурс «Наука о жизни»
Весь мир Дедлайн – 31 января 2020 года
Международная академия аутоиммунитета Международная академия аутоиммунитета
Санкт-Петербург, СПбГУ 11 октября
Студенческая олимпиада по робототехнике Студенческая олимпиада по робототехнике
Санкт-Петербург, СПбПУ 26 октября
Географический диктант Географический диктант
Онлайн – весь мир, оффлайн – Россия 27 октября
Стипендия Chevening 2020/21 Стипендия Chevening 2020/21
Весь мир Дедлайн – 5 ноября
Всё из-за планктона Всё из-за планктона
Новая Голландия Вторник, 24 сентября 2019 года, 19:30–21:00
Астробиология: можно ли найти истоки жизни во Вселенной Астробиология: можно ли найти истоки жизни во Вселенной
наб. Обводного канала, д. 74Х, Yota Lab Суббота, 21 сентября 2019 года, 15:00–16:30
Чужой против социальной психологии Чужой против социальной психологии
наб. Обводного канала, д. 74Х, Yota Lab Вторник, 17 сентября 2019 года, 19:00–20:30
Экзопланеты: рождение, жизнь и смерть Экзопланеты: рождение, жизнь и смерть
наб. реки Фонтанки, д. 15, Центр «Архэ» в СПб (здание РХГА) Воскресенье, 8 сентября 2019 года, 12:30–20:30
Быстрые радиовсплески: разгадка близится? Быстрые радиовсплески: разгадка близится?
наб. реки Фонтанки, д. 15, Центр «Архэ» в СПб (здание РХГА) Суббота, 7 сентября 2019 года, 19:00–21:00
Общая теория относительности: искусство познания Общая теория относительности: искусство познания
ул. Итальянская д. 16 Суббота, 24 августа 2019 года, 19:00–20:30
Вечерняя экскурсия по Пулковской обсерватории Вечерняя экскурсия по Пулковской обсерватории
Пулковское шоссе, д. 65, к. 1 23.08.2019
Петросити
Поэма здоровья
Биосфера
Бесконтактная примерка обуви
OK OK OK OK OK OK OK