Φυσικές Επιστήμες

37
Ταινίες Δράσης Mission Impossible IV Ο Τομ Κρουζ προσπαθεί για άλλη μια φορά να σώσει τον κόσμο. Γι’ αυτό πρέπει να φτάσει με το συντομότερο τρόπο στο ισόγειο του parking. Έτσι εκτελεί μέσα σε ένα αυτοκίνητο ελεύθερη πτώση από ύψος 100m. sec 4 . 4 6 . 19 10 2 1 98 2 1 2 2 t t t g h h km s m t g 162 6 , 3 45 45 5 . 4 10

Transcript of Φυσικές Επιστήμες

Page 1: Φυσικές Επιστήμες

Ταινίες ΔράσηςMission Impossible IV Ο Τομ Κρουζ προσπαθεί για άλλη μια φορά να σώσει τον

κόσμο. Γι’ αυτό πρέπει να φτάσει με το συντομότερο τρόπο στο ισόγειο του parking. Έτσι εκτελεί μέσα σε ένα αυτοκίνητο ελεύθερη πτώση από ύψος 100m.

sec4.46.19102

198

2

1 22 tttgh

hkm

smtg 1626,345455.410

Page 2: Φυσικές Επιστήμες

Mission Impossible IV

Page 3: Φυσικές Επιστήμες

Αριστερά το αυτοκίνητο του Τομ Κρουζ και δεξιά ένα αυτοκίνητο που συγκρούεται με 160km/h. Η διαφορά μεταξύ Hollywood και πραγματικότητας είναι εμφανής.

Page 4: Φυσικές Επιστήμες

Ταινίες James BondSkyfall

Page 5: Φυσικές Επιστήμες

Skyfall O James bond αφού πυροβολείτε πέφτει από μία γέφυρα

στην Τουρκία ύψους 98μ. Όταν κάποιος πέφτει από τέτοιο ύψους μπορεί να υπολογιστεί ότι είναι ανάλογο με το να πέφτει απευθείας στο έδαφος . Συνεπώς, εκτός από το τραύμα του πυροβολισμού θα σπάσει αρκετά ακόμη κόκαλα που θα τον καταστήσουν ανίκανο να κολυμπήσει ώστε να καταφέρει να αναδυθεί.

sec4.46.19102

198

2

1 22 tttgh

hkm

smtg 4.1586,344444.410

Page 6: Φυσικές Επιστήμες

Moonracker

Page 7: Φυσικές Επιστήμες

Moonracker

Στη μέση μιας διαμάχης ο James bond πέφτει από ένα κινούμενο αεροπλάνο και προλαβαίνει τον «κακό» με σχετική άνεση αφού και μόνο που κλείνει τα χέρια του αναπτύσσει τόσο μεγάλη ταχύτητα ώστε να τον προλάβει σε ελεύθερη πτώση, (μειώνοντας την αντίσταση που έχει με τον αέρα). Ο «κακός» είχε πέσει από το ίδιο αεροπλάνο αρκετή ώρα νωρίτερα το οποίο του δίνει αξιοσημείωτο προβάδισμα.

Page 8: Φυσικές Επιστήμες

JAMES BOND:GOLDEN EYE

ΡΙΖΟΝΤΙΑ

ΒΟΛΗ

Οριζόντια Βολή

Page 9: Φυσικές Επιστήμες

Πρόλογος

Στη σκηνή αυτή ο Bond ύστερα από την πτώση ενός αεροπλάνου παίρνει φόρα με μια μηχανή και πέφτει και ο ίδιος με ταχύτητα κατά πολύ μεγαλύτερη από αυτή του αεροπλάνου.Εν τέλει καταφέρνει (εκτελώντας ελεύθερη πτώση) να προλάβει το αεροπλάνο παρότι έχει σχηματίσει μια αρκετά μεγάλη απόσταση από αυτό εισέρχεται στο πιλοτήριο και καταφέρνει να σωθεί.Στη σκηνή αυτή μελετάμε το κατά πόσο είναι ορθό από φυσικής άποψης το φαινόμενο της οριζόντιας βολής.

Page 10: Φυσικές Επιστήμες
Page 11: Φυσικές Επιστήμες
Page 12: Φυσικές Επιστήμες

Συμπέρασμα

Η μέγιστη ταχύτητα που μπορεί να αγγίξει ένας άνθρωπος ανάλογα με την στάση του σώματός του είναι

180-250km/h.

Το συγκεκριμένο αεροπλάνο πέφτοντας με τον συγκεκριμένο τρόπο αγγίζει τα 360km/h ταχύτητα. Συμπερασματικά ο οποιοσδήποτε δεν θα κατάφερνε να προλάβει και πόσο μάλλον να ανατρέψει την πορεία ενός αεροπλάνου εκκινώντας από υψόμετρο μικρότερο των τριών χιλιάδων μέτρων.

Page 13: Φυσικές Επιστήμες

Όνομα ομάδας: No name

Μέλη ομάδας:

Μαριλία Σιδηροπούλου,

Μάρω Αργυρίου,

Δημήτρης Γεωργουλάκος,

Φένια Δημοπούλου,

Τογκουσίδης Αναστάσης

Θέμα: Τα φαντάσματα μέσα από τις ταινίες τρόμου.

Page 14: Φυσικές Επιστήμες

Το υλικό που επιλέξαμε να ασχοληθούμε:

• Σκηνή από την ταινία “Ghost” (Νόμος δράσης- Αντίδρασης).

• Σκηνή από την ταινία «Εξορκιστής» (Στροφή κεφαλιού 180 μοίρες).

• Ταινίες με Βαμπίρ (Είναι δυνατή η ύπαρξη τον Βαμπίρ;)

Page 15: Φυσικές Επιστήμες

Ταινία Ghost

Page 16: Φυσικές Επιστήμες

Είναι δυνατόν για ένα σώμα (φάντασμα) να ισχύει ο νόμος δράσης-αντίδρασης με το πάτωμα και τα σκαλοπάτια αλλά να διέρχεται μέσα από υλικά σώματα χωρίς να ασκείται καμία δύναμη μεταξύ τους, όπως με τον κλέφτη;

Όχι , διότι:Ισχύει ο Νόμος δράσης αντίδρασης.Ένα σώμα με μάζα m, το οποίο δέχεται την βαρύτητα της Γης, αλληλοεπιδρά σίγουρα και με κάθε άλλο σώμα που βρίσκεται πάνω στην επιφάνεια της Γης και δέχεται την έλξη της βαρύτητας.

Page 17: Φυσικές Επιστήμες

Στροφή Κεφαλιού 180 μοίρεςΌλοι μας έχουμε δει τουλάχιστον μια φορά την συγκεκριμένη σκηνή στην ταινία «Εξορκιστής». Είναι όμως δυνατόν να γίνει στην πραγματικότητα;

Page 18: Φυσικές Επιστήμες

Όχι, για έναν μέσο άνθρωπο είναι αδύνατο. Οι πρώτοι δύο σπόνδυλοι στην σπονδυλική μας στήλη, ο άτλαντας και ο επιστροφέας , είναι πολύ ευαίσθητοι και οποιοδήποτε κάταγμα προκαλεί ολική αναπηρία ή θάνατο. Γι’ αυτό το λόγο περιβάλλονται από μύες, οι οποίοι είναι μονίμως σκληροί, και «απαγορεύουν» την συγκεκριμένη κίνηση.

Σε έναν νεκρό η στροφή κεφαλιού 180 μοίρες είναι εφικτή να γίνει , διότι έχει πιο αποδυναμωμένους μύες.

Page 19: Φυσικές Επιστήμες

Βαμπίρ Μπορεί να συνυπάρχουν τα βαμπίρ με τους

ανθρώπους, όπως βλέπουμε στο twilight ή στο vampire diaries ;

Είναι αδύνατο. Ας υποθέσουμε πως ένα βαμπίρ θέλει να τραφεί με το αίμα ενός ανθρώπου, τον οποίο αν δαγκώσει θα γίνει και αυτός βαμπίρ. Άρα λοιπόν μετά θα έχουμε 2x1=2 βαμπίρ.

Page 20: Φυσικές Επιστήμες

Μετά από μια εβδομάδα , τα 2 βαμπίρ θα θέλουν να ξανατραφούν , άρα θα δαγκώσουν άλλους 2 ανθρώπους. Θα έχουμε λοιπόν 2x2=4 βαμπίρ.Έχουμε λοιπόν μια γεωμετρική πρόοδο με τύπο , όπου n είναι ο αριθμός των δαγκωμάτων. Άρα ισχύει:

Page 21: Φυσικές Επιστήμες

Δηλαδή μετά από 33 δαγκώματα θα είχε εξαφανιστεί ο πληθυσμός της γης και θα είχε αντικατασταθεί από βρυκόλακες. Δεν είναι λοιπόν δυνατή η συνύπαρξη, καθώς σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα θα είχε εξαλειφθεί το ανθρώπινο είδος.

Page 22: Φυσικές Επιστήμες

ΑΡΜΑΓΕΔΩΝ

Στην ταινία, που «έσπασε ταμεία» σε όλο τον κόσμο, ο πρωταγωνιστής, ειδικός στις γεωτρήσεις πετρελαίων, καταφέρνει να «φυτέψει» μια βόμβα στο υπέδαφος του απειλητικού αστεροειδούς και έτσι να τον ανατινάξει σε δύο ξεχωριστά κομμάτια, τα οποία στη συνέχεια περνούν δίπλα από τη Γη, χωρίς να πέσουν πάνω της.

Page 23: Φυσικές Επιστήμες

Μπορούμε να υπολογίσουμε τη συνολική ενέργεια που θα χρειαζόταν για να διασπαστεί ο κομήτης.

Η διάμετρος του κομήτη

Η ελάχιστη απόσταση όπου πρέπει να γίνει η έκρηξη και διάσπαση του κομήτη ώστε να αποφευχθεί η σύγκρουση με τη γη 101000km και η ταχύτητα του αστεροειδούς

Για να μη συγκρουστεί με τη γη θα πρέπει να σπάσει σε δύο κομμάτια που θα κινούνται και κάθετα στη αρχική του ταχύτητα υ1. Στο χρόνο που χρειάζεται για να φτάσει στη γη θα πρέπει να μετακινηθεί το κάθε κομμάτι κάθετα στην αρχική του ταχύτητα περισσότερο από όσο είναι η ακτίνα της γης, έστω R=7000km

mkmrkmd 51055001000

sm100001

tD 1 tR 2

Page 24: Φυσικές Επιστήμες

Θεωρούμε αμελητέα την επίδραση από την έλξη της Γης και υπολογίζουμε την κάθετη ταχύτητα

Άρα η κινητική ενέργεια που πρέπει να δώσουμε είναι:

Αυτή η ενέργεια είναι (δύο δισεκατομμύρια) φορές μεγαλύτερη ενέργεια από τη μεγαλύτερη βόμβα υδρογόνου (Big Ivan) που πυροδοτήθηκε ποτέ στον πλανήτη.

sm

t

t

R

D700

100

7000010000

700

1010002

22

1

2

1

TJKD

RrKmK 14

2

1322 108

3

2

2

1

Page 25: Φυσικές Επιστήμες

ΤΗΛΕΜΕΤΑΦΟΡΑΜε τον όρο τηλεμεταφορά εννοούμε τη διαδικασία της μεταφοράς, σχεδόν ακαριαίας, από έναν χώρο σε έναν άλλο, χωρίς τη χρήση συμβατικών μέσων.

Page 26: Φυσικές Επιστήμες

Είναι ανέφικτη γιατί 1. Παραβιάζει το όριο ταχύτητας που υπάρχει στη φύση και

σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας είναι η ταχύτητα του φωτός.

2. Η απόλυτη σωστή σάρωση ενός αντικειμένου είναι αδύνατη: η θέση και η ταχύτητα κάθε ατόμου και ηλεκτρονίου θα καταγραφόταν με λάθη λόγω της αρχής της Απροσδιοριστίας του Χάιζενμπεργκ

3. Η ενέργεια είναι τόση μεγάλη που για τη μεταφορά ενός ανθρώπου θα χρειαζόταν 57 χρόνια ασταμάτητης λειτουργίας ενός πυρηνικού σταθμού.

Page 27: Φυσικές Επιστήμες

ΥπολογισμοίΗ ισοδύναμη ενέργεια με τη μάζα ενός ανθρώπου είναι μεγάλη

όπως φαίνεται και στους παρακάτω υπολογισμούς. Αν m=80 kg ( τυχαίος αριθμός μάζας ενός μέσου ανθρώπου )

η ταχύτητα του φωτός τότε

Ένας πυρηνικός σταθμός έχει ισχύς 0.9 GW. Άρα θα πρέπει να δουλεύει

=> t= => t=1,8 sec = 3min = 5 h = 20833 d= 57 years.

JEcmE 1716282 10721098010380

t

WP

smc 8103

Page 28: Φυσικές Επιστήμες

ΤΕΧΝΗΤΗ ΒΑΡΥΤΗΤΑ

Η δημιουργία τεχνητής βαρύτητας θεωρείται επιθυμητή για μακροχρόνια διαστημικά ταξίδια ή κατοίκηση, για ευκολία της κινητικότητας, για τη διαχείριση υγρών στο διάστημα και να αποφευχθούν οι μακροπρόθεσμες αρνητικές επιδράσεις στην υγεία των αστροναυτών λόγω της έλλειψης της.

Page 29: Φυσικές Επιστήμες

Οι μέθοδοι για την δημιουργία τεχνητής βαρύτητας Με περιστροφή (φυγόκεντρος δύναμη):

Τα τοιχώματα του διαστημικού σκάφους παρέχουν την κάθετη αντίδραση ως την κεντρομόλο δύναμη που απαιτείται έτσι ώστε τα αντικείμενα να ταξιδεύουν σε έναν κύκλο.

Με μάζα:

Ένας άλλος τρόπος τεχνητής βαρύτητας μπορεί να επιτευχθεί με την εγκατάσταση υπέρυψηλής πυκνότητας μάζας μέσα σε ένα διαστημόπλοιο έτσι ώστε να δημιουργήσει το δικό του βαρυτικό πεδίο.   Το πρόβλημα όμως είναι ότι ένα εξαιρετικά μεγάλο ποσό της μάζας απαιτείται για την παραγωγή ακόμα και μιας μικρής ποσότητας αισθητής βαρύτητας.

Page 30: Φυσικές Επιστήμες

Τι εφαρμόζεται στις ταινίες επιστημονική φαντασίας;

 Σε πολλές ταινίες επιστημονικής φαντασίας βλέπουμε πως έχουν τεχνητή βαρύτητα χωρίς όμως όντως να υπάρχει καθώς δεν χρησιμοποιείται κανένας από τους παραπάνω τρόπους επίτευξης τεχνητής βαρύτητας. Για παράδειγμα στη σειρά ταινιών Star Trek υπάρχει στα διαστημόπλοια με κάποιο μαγικό τρόπο τεχνητή βαρύτητα.

Page 31: Φυσικές Επιστήμες

Αντίθετα, στην ταινία A Space Odyssey 2001 υπάρχει σωστή αντιμετώπιση από φυσικής άποψης διότι δημιουργούν τεχνητή βαρύτητα βάση της περιστροφής. Στα διαστημόπλοια που δε δημιουργείται τεχνητή βαρύτητα φοράνε ειδικά παρασκευασμένα παπούτσια ώστε να κολλάνε στο έδαφος και να μπορούν να περπατάνε.

Page 32: Φυσικές Επιστήμες
Page 33: Φυσικές Επιστήμες
Page 34: Φυσικές Επιστήμες

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ-ΑΠΟΔΕΙΞΕΙΣ: Στηριζόμενοι στην ταινία A Space Odyssey 2001

υπολογίσαμε την ακτίνα του διαστημικού σταθμού για να επιβεβαιώσουμε την ορθότητα της ταινίας.

Επειδή, στο διάστημα δεν υπάρχει βαρύτητα δημιουργήσαμε οι ίδιοι τεχνητή. Για να στέκονται όμως οι άνθρωποι δεν θα πρέπει το διαστημόπλοιο να είναι σε επίπεδα στρώματα αλλά κυκλικό έτσι ώστε λόγω της κεντρομόλου δύναμης που είναι ίση με την αντίδραση του εδάφους να προχωράνε στα τοιχώματα. Έτσι, καταφέραμε να υπολογίσουμε την ακτίνα του διαστημικού σταθμού της ταινίας.

Page 35: Φυσικές Επιστήμες

Μετρήσαμε την περίοδο περιστροφής του διαστημικού σταθμού Τ και υπολογίσαμε την ακτίνα του R

Page 36: Φυσικές Επιστήμες

Δηλαδή

Ταχύτητα στην ομαλή κυκλική κίνηση

Βάρος

R

mwNF

2

T

R

2

gmw

mRTg

RT

RgF

TR

RmgmF

RT

Rm

wF

225104

3010

4

4

42

2

2

2

2

2

2

22

2

Page 37: Φυσικές Επιστήμες

ΕΥΧΑΡΙΣΤΟΥΜΕ ΠΟΛΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ