כרגע אני עושה פרויקט פיזיקה על ההשפעות של מה שמכונה 'מהירות על'. תהיתי כמה מהר תצטרך לרוץ בכדי לעבור אנכית במעלה קיר? כלומר לשלול את כוח הכבידה. האם זה בכלל אפשרי? עזרה תוערך!
בהנחה שתוכל להשיג משיכה על הקיר, תוכל לרוץ או לעלות עליו בכל מהירות. עם זאת, הבעיה היא שברוב הרוב הגדול של הנסיבות, אינך יכול להשיג משיכה על קיר אנכי.
הסיבה שאנחנו יכולים ללכת על פני האדמה היא מכיוון שכוח המשיכה דוחף אותנו כלפי מטה. לכוח כלפי מטה זה מתנגד אז כוח רגיל כלפי מעלה מהקרקע. כוח נורמלי זה הוא המאפשר חיכוך סטטי להיות בין רגלינו לקרקע וחיכוך זה מספק את הכוח האופקי המאפשר לנו לדחוף את עצמנו קדימה.
בעת ריצה או הליכה במשטח אנכי, אתה עדיין צריך כוח מרגליים לדחוף אותך לכיוון התנועה המיועדת. עם זאת, כוח המשיכה כבר לא דוחף אותך לעבר ה"קרקע "(או הקיר במקרה זה). כתוצאה מכך, כאשר אתה דוחף את הקיר ברגליים, הכוח הרגיל הנדרש לייצור חיכוך כבר אינו מתנגד לשום דבר. כתוצאה מכך, ניסיון לרוץ או ללכת על משטח אנכי גורם לך לדחוק את עצמך מהמשטח הזה ואתה נופל.
כעת, כולנו ראינו סרטים שבהם אנשים כמו ג'קי צ'אן מריצים קיר. לזמן קצר. הם בדרך זו על ידי ריצה ראשונה על הקיר. לאחר מכן הם קופצים על הקיר והקיר צריך להפעיל כוח כדי להאט את תנועתם האופקית לאפס. ניתן להשתמש בכוח זה ככוח הנורמלי הדרוש לייצור החיכוך הנדרש. עם זאת, ברגע שהקיר ביטל את כל מהירותם אליו, כל צעד נוסף נוסף היה דוחף אותם לחלוטין מהקיר.
אז בתיאוריה, אם תקבל ריצה מהירה באמת על הקיר, אתה יכול להשלים את זה יותר לפני שתדחוף את עצמך ממנו שוב. זה לא יכול להיות יותר מכמה צעדים מכיוון שהקיר מאט במהירות את המהירות האופקית שלך. המשמעות היא שלצעדים איטיים ייקח יותר מדי זמן להגיע רחוק מאוד. בנוסף, צעדים מהירים פירושם שתצטרך להאיץ כלפי מעלה הרבה יותר חזק. וכך תדרוש חיכוך רב יותר, כלומר כוח נורמלי גדול יותר מהקיר, כלומר האטה מהירה יותר של המהירות האופקית, כלומר יציאה מוקדמת יותר מהקיר. שלא לדבר על זה כדי להגיע למצב גבוה מאוד ידרוש ממך לרוץ על הקיר כל כך מהר שאתה מתפצל כשקפצת אליו כדי להתחיל לרוץ (ריסוס זה רע, פשוט fyi). זהו תרחיש ללא ניצחון.
עם זאת, אם אתה מחליף חיכוך במקור אחר של כוח אנכי (כזה שלא גורם לדחיקתך מהקיר) אז הדבר היחיד ששומר אתה מלהסתובב זה כוח הרגליים שלך. אבל אם הם יכולים להתגבר על כוח המשיכה (ואם אתה יכול לטפס על סולם, אז זה כן) אז אתה יכול לרוץ או ללכת כל עוד משהו מחזיק אותך לקיר. אשראי היכן שמגיע, כפי שציין t.c, ספוילרים כמו ממכונית מירוץ יעבדו גם כדי לספק את הכוח ההכרחי כל כך כלפי הקיר. גם מגפיים מגנטיים, מאוורר גדול מופנה כלפי חוץ, רוח חזקה וכו '
השיעור? אמנם זה ממש מגניב כשדמות סופר מהירה בסיפור מרידה מגרד שמיים, אבל זה פשוט לא מציאותי. מצטער לקלקל את הכיף :-(
בנוסף לתשובתו של ג'ים, אתה יכול להשיג משיכה מספקת אם אתה רשאי לרוץ במעלה הקיר עם כנפיים (קלפים). מכוניות מירוץ פורמולה 1 יכולות לנסוע באופן תיאורטי על הקירות או התקרות מבלי ליפול פשוט מכיוון שכוח הנפילה האווירודינמי שנוצר על ידי הכנפיים הללו יכול להיות עד פי 5 ממשקלו. כמובן שתצטרך לרוץ במהירות על-אנושית כדי שזה יעבוד.
ייתכן שתעלה במעלה הקיר מהר ככל שתרצה, בתנאי שתוכל לשמור על המהירות הזו. העבודה שאתה צריך לעשות בתהליך היא mgR, כאשר 'R' הוא רדיוס כדור הארץ, 'm' הוא המסה שלך ו- 'g' הוא התאוצה הנובעת מכוח המשיכה. 'mgR' היא האנרגיה המחייבת בינך לבין כדור הארץ, שעליה אתה צריך להתמודד כדי לברוח ממשיכת כדור הארץ.
אם אתה רוצה פשוט לקפוץ פעם אחת ולברוח ממשיכת כדור הארץ, אתה צריך לקפוץ במהירות שווה למהירות הבריחה של כדור הארץ השווה ל- 11.2 קמ"ש.
מקווה שזה יעזור!
עריכה: למעשה אתה עלול לבזבז הרבה יותר אנרגיה בפיזור אנרגיה בגלל חיכוך והתנגדות אוויר. אבל כדי לחשב את זה נדרש חישוב מורכב הרבה יותר. עם זאת, אם אתה רוצה לנוע במהירות נמוכה יחסית, ואם דרכך ללא חיכוך, אז תשובתי תספיק.
בהנחה שהתגברת על חוסר המשיכה, זה יהיה יותר על הכוח הנדרש מאשר על המהירות.
הכוח הנדרש יהיה תלוי גם במשקל שלך.
הכוח ממה שאנחנו רואים ככובד כוח הוא 9.8 N / Kg.
לכן כדי לשמור על המיקום שלך מבלי לזוז, אם אתה שוקל 200 ק"ג, תצטרך להפעיל לפחות 1,960 ניוטון; יותר מכך והייתם עולים במעלה הקיר.
ככל שיותר כוח, כך אתם הולכים מהר יותר.
אנחנו יכולים לנקוט שלוש צעדים בקירוב, מה שאנחנו עושים זה לא ללכת או לרוץ, אנחנו בועטים בקיר כמטר אחד (הרגל שלנו) לפני ההתנגשות, משנים את סיבוב המהירות, ובכך משליכים את גופנו הפוך ניצול החיכוך.