Sweets Kendamas Museum Tours - ARTIST SPECIAL!
Ar ne tai atsitiko visiems? Jūs esate draugo vestuvėse ir jūsų darbas yra atidaryti šventinį šampano butelį. Tai viskas gerai ir gerai, jūs sakote sau, bet tik neužkrečiant jo yra toks pasas. Vietoj to, patraukite butelį ant kaklo ir užklijuokite jį prie sienos. Kas tau nutiko? Na tai atsitiko šiam vaikui:
Argi tai buvo klubo? Gal automobilio raktuose arba „iPhone“? Tai turi pakenkti.
Bet kiek tai pakenkė? Dėl pagalbos šiuo klausimu kreipiausi į dr. Gabrielį Xu, plazmos fiziką Alabamos universiteto Propulsijos tyrimų centre Huntsvilyje. Kodėl aš paprašiau raketų mokslininko man padėti Inversinis namų darbai? Pasakykime, kad raketų mokslininkas yra teisingas vaikinas, į kurį kreipkitės, kai šampanas eina iš partijos kuro į buteliuką.
Akimirksniu, kai butelis pasiekia sieną, jis tampa raketu.Tai gali skambėti grandioziai, bet visiškai - jei pedantiškai - teisinga. Kaip tai paaiškina NASA:
„Raketos veikia pagal mokslinę taisyklę, vadinamą„ Newton “trečiąja judėjimo teise. Anglų mokslininkas Siras Isaakas Newtonas išvardijo tris judėjimo įstatymus. Jis tai padarė daugiau nei prieš 300 metų. Jo trečiasis įstatymas sako, kad kiekvienam veiksmui yra lygi ir priešinga reakcija. Raketa stumia savo išmetamųjų dujų. Išmetiklis taip pat verčia raketą. Raketa stumia išmetamąjį vamzdį atgal. Išmetimas leidžia raketui judėti į priekį. “
Mūsų atveju anglies dioksido ir skysto drąsos mišinys išpilsto iš buteliuko, stumdamas butelį į priekį. Jėga ant butelio ir jėga, skirta varikliui, sudaro „veiksmo-reakcijos pora“ fizikoje. Ir tipiškoje fizikos madoje mes čia nepaisome sunkumo ir oro pasipriešinimo.
Susijusios matematikos yra tik šiek tiek sudėtingesnės nei tai:
Raketos paklūsta raketų lygčiai, kuri atrodo taip
Kur F reiškia „jėga“, v reiškia greitį ir dm / dt reiškia masės pasikeitimą laikui bėgant. Lygtis tiesiog sako, kad jėga ant raketos yra lygi masės kartų keitimui, išmetamųjų dujų greičiui - mūsų atveju - anglies dioksidui.
Štai kur aš įstrigo. Man nebuvo akivaizdu, kaip apskaičiuoti v ir dm / dt. Tačiau dr. Xu buvo ant pinigų. Apskaičiuosime v su Bernoulli lygtimi, kuri tiesiog išreiškia tekančio skysčio energijos išsaugojimo teisę. Viena iš bendrų Bernoulio lygties naudojimo būdų yra paaiškinti, kaip veikia aerodinaminiai šaltiniai, kurie turi tam tikrų problemų.
„Bernoulli“ lygtis atrodo taip, kur kairėje pusėje esančios sąvokos nurodo anglies dioksidą butelyje, o terminai dešinėje pusėje nurodo, kad alkoholinis raketų padažas paliekamas iš butelio:
Tai atrodo bjaurus, bet tai tikrai paprasta. Pirmasis terminas abiejose pusėse yra tik spaudimas. Antrasis terminas yra skysčio kinetinė energija. Kairėje pusėje mes leisime tai būti lygiai nuliui, nes skystis butelyje neperkelia butelio atžvilgiu. Tai leidžia mums išspręsti išėjimo greitį, v, iš mūsų šampano.
Su v mes taip pat galime apskaičiuoti dm / dt. Viskas, ką reikia žinoti, yra kiek masės praeina taško, esančio butelio atidaryme, bet kuriuo metu. Tai tik dujų tankis, viršijantis kliūčių laiko skerspjūvio plotą v. Presto.
Jei darome keletą prielaidų, galime apskaičiuoti F jokiu problemu. Čia yra numeriai dr. Xu. Šampanas buteliuose yra žemiau šešių atmosferų, o atmosfera yra (neįtikėtina) vienoje atmosferoje. Šampano tankis yra artimas vandens kiekiui - 1000 kilogramų kubiniam metrui. Ir buteliuko kaklelis yra 25 mm skersmens.
„Naudodamas šiuos prielaidus, aš gaunu 15,6 tonų jėgos jėgos“, - parašė Xu. Jei prisimenate vidurinės mokyklos fiziką, žinote, kad „Newton“ yra jėga, reikalinga 1 kilogramui masės pagreitinti 1 metru per sekundę per sekundę. Tačiau, Xu sako: „Tai nėra tikrai naudingas kiekis, apie kurį galvoti. Vietoj to galime pažvelgti į impulsą, kurį sukelia butelis. “
Momentum yra malonus ir konkretus mūsų tikslams skirtas kiekis, nes jis užfiksuoja „oomph“ - ir „ouch“ - poveikį, kuris yra geresnis už jėgą. Tačiau, skirtingai nei jėga, impulsas neturi patogiai pavadinto vieneto; jis matuojamas tik kilogramais per sekundę arba kgm / s. Jūs galite matyti iš vienetų, kurie pagreitina tik masės laikų greitį.
Daugiau numerių iš Dr. Xu: „750 mililitrų vyno butelis yra apie 0,9 kilogramo, o 750 mililitrų vandens / šampanas - 0,75 kilogramo.“ Iš to galime panaudoti antrąjį „Newton“ įstatymą, F = ma, norint apskaičiuoti pagreitį, kuris pasirodo 9,45 m per sekundę per sekundę.
„Iš vaizdo atrodo, kad butelis nukentėjo vaikui ~ 0,5 sekundės po to, kai pataikė į objektą ir virsta raketomis“, - rašė Xu. Darant prielaidą, kad pradinis greitis yra lygus nuliui, „po 0,5 sekundžių buteliukas pasiekia 4,73 m / s greitį. Tarkime, kad tuo metu butelis praranda skystį ir palieka tik 1,5 kg. Poveikio tempas yra… 7,1 kg / s. “
Na, tai viskas labai gerai ir gerai sakote, bet kaip tai suprasti? Nesijaudinkite, dr. Xu gavo jūsų nugarą.
„Palyginimui,“ rašė jis, „beisbolo masė yra 0,145 kilogramai, o 90 mph greitojo kamuoliuko masė yra ~ 40 m / s. Taigi 90 mph beisbolo smūgis būtų 5,8 kgm / s. Tokiu būdu butelis nukentėjo kaip 110 mph sparnas. “
Tai turi pakenkti.
Citatos buvo redaguotos, siekiant pakeisti sutrumpintus vieneto pavadinimus su visomis jų versijomis
Naujųjų metų išvakarės: klausykitės savo šampano burbulų, kad pasakytumėte, kaip gerai tai yra
Apskritai, putojantys vynai gerėja su amžiumi, ir, kaip metų eina, burbulai susitraukia. Teksaso Austino universiteto Taikomųjų tyrimų laboratorijų mokslininkai neseniai atrado, kad jie galėjo klausytis putojančio vyno burbulų, kad būtų pasakyta, kiek jie yra maži ar dideli.
Kuris Superhero filmus Jonas Hammas pasuko?
Jon Hamm dapperis Donas Draperis skatino aktorių į akį. Vis dėlto paaiškėja, kad Hamm galėjo plaukti dar didesniu spandex ir cape.
Kaip nusiųsti tekstą vaikinui, kuris tau patinka: 13 patarimų palieka bet kurį vaikiną, kuris nori daugiau
Jūs apsikeitėte skaičiais. Jūs pradedate puikią pradžią. Dabar viskas, ką jums reikia padaryti, yra išsiaiškinti, kaip nusiųsti teksto vardą vaikinui, kuris jums patinka, ir su juo pasimatyti.