La energía necesaria para Superman para despegar y volar a la velocidad del sonido

Question

Acabo de ver "el Hombre de Acero", y me pregunto si mi lógica es correcta.

Supongamos que Superman es de 80 kg. La energía necesaria para el despegue de el resto hasta alcanzar la velocidad del sonido en el aire (si me olvido del arrastre) es:

$E_k = 0.5mv^2$ = $0.5\cdot80\cdot340^2$ = $4\times10^6 \ J$.

Agregar también la energía potencial en altura $h$, $E_p=mgh = 784h \approx 0.2\times10^6 \ J$ (supongamos en $h = 300 \ m$)

La energía Total es aproximadamente el $4.8\times10^6 \ J.$

Superman gana su energía del sol. Suponga que el flujo solar en la superficie de la Tierra es $1340 \ W/m^2$ (max), y Superman área de la superficie es aproximadamente el $2 \ m^2$ (calculado con Du Bois de la fórmula). A continuación, la máxima energía que puede ser absorbida por Superman en la Tierra es $2\cdot1340 = 2680 \ J$ por segundo. (Flujo Solar es mucho menos en la superficie, pero aquí he utilizado este valor de todos modos.)

Luego de despegar, él necesita esperar:

$(4.8\times10^6)/2680 \approx 1791 \ s \approx 29.9 \min.$

No me parece correcto. Por favor me corrija si estoy equivocado. (Esto es cerca de la situación perfecta, que descuida muchos factores que podrían hacer que el tiempo de carga más largo. Esto también supone su tanque está vacío. Gracias por señalándolo. Si usted está interesado, por favor siéntase libre de escribir una estimación más realista.)

Answer 1

en realidad, yo solo soy un estudiante de la escuela secundaria, pero espero que me puedan ayudar.

primero de todo, debemos especificar cómo queremos que la de superman volar. asumo aquí que la lleva directamente hacia arriba desde la tierra y, a continuación, vuela directamente paralela a la superficie de la tierra.(he supuesto que la tierra es un plano que no es una esfera.)

para el despegue, necesitamos dominar la gravedad de la tierra. la energía que necesitamos es la misma que la diferencia de la energía potencial gravitacional de los 2 puntos. (1 en la superficie de la tierra y el otro a la altura adecuada, lo que supone 300 m ) por lo tanto tenemos:

$ E=mgh$
$E= 80* 9.8* 300=2.35*10^5 J$

ahora super hombre está a la altura deseada y la única cosa que necesitamos es darle una velocidad del sonido. la energía necesaria es la energía cinética dada por:

$k=1/2 *m *v^2$
$k=1/2* 80* 340^2 = 4.62* 10^6 J$

la energía total es :

$E_t=48.55*10^5 J$

hasta aquí todos sus cálculos eran correctos. pero, la energía que super hombre absorbe producir una presión sobre él una fuerza.la dirección de la fuerza es opuesta a la del sol, que significa hacia la tierra! por lo que directamente no se puede utilizar la energía del sol para acelerar la distancia de la tierra o para alcanzar la velocidad del sonido en una dirección perpendicular a la radiación.
si suponemos que el super hombre tiene algo de "cosa" que puede convertir la energía radiante en energía mecánica (por ejemplo, mediante el uso de energía solar pastillas,...), a continuación, su cálculo es correcto! pero incluso lleva menos tiempo para superman para salir de la tierra. porque al principio no se necesita tener el agujero de la energía! creo que se debe calcular la diferencia de energía potencial por unidad de tiempo. y compararla con la energía recibida en su zona del cuerpo. si la energía recibida es mayor que la energía necesaria, por lo que puede volar. y en caso contrario, no.

Answer 2

¿Por qué estás añadiendo energía potencial si se está despegando de la tierra?

Creo que el arrastre de aire provocará un cambio muy significativo en el resultado neto. También, el Flujo Solar no se de que manera elevada en el suelo a causa de la atmósfera y también porque él no iba a estar absorbiendo la luz del sol desde todas las direcciones (que él está usando la ropa que bloquea la mayor parte de ella en realidad, pero creo que podemos asumir que su ropa también puede absorber la luz del sol).

Estos son el menor de nuestros problemas cuando se trata de Superman volando de todos modos. A la velocidad de Superman vuela, sería imposible para él para cambiar de dirección durante el vuelo y contrarrestar los cambios de presión de aire. También, con trucos como la captura de la caída de personas o de objetos voladores no sería posible sin desafiando a la Conservación del Impulso. Dar a esta lectura, muy interesante http://www.qwantz.com/fanart/superman.pdf

Answer 3

Hay un problema mucho más grande dado de conservación de momento lineal: Cuando Superman zoom thisaway, lo que amplía la oposición thataway? Sorprendentemente, el Libro de Mormón parece solucionar este problema. David O. McKay, 1963; rústica edición, publicada en 1976; de color de izquierda de la placa de frente p. 397. Este no es el Hijo de Krypton de la solución.