10 ช่วงเวลาการ์ตูนอุกอาจที่ใช้ฟิสิกส์จริง

2014-08-05
แนวโน้มของ Wile E. Coyote ที่จะลอยอยู่กลางอากาศนานพอที่จะเกิดปฏิกิริยาก่อนที่จะตกลงมาไม่ใช่ตัวอย่างของฟิสิกส์จริง

มันอาจจะดูแปลกหากมองไปที่โลกของการ์ตูนเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับกฎทางกายภาพที่ควบคุมโลกแห่งความเป็นจริง แต่ท่ามกลางการกระโดดโลดเต้นอย่างบ้าคลั่งการระเบิดในป่าการไล่ล่าที่ไม่น่าจะเกิดขึ้นและฉากแอ็คชั่นที่เป็นไปไม่ได้อย่างจริงจังบางครั้งการ์ตูนก็ทำให้ถูกต้องตามหลักฟิสิกส์ . เนื่องจากการกระทำทางกายภาพมักจะเกินจริงในแอนิเมชั่นจึงสามารถมองเห็นกองกำลังในที่ทำงานได้ง่ายขึ้น แน่นอนว่าบางครั้งมันก็เป็นเพียงกลศาสตร์ควอนตัมที่ดีจริงๆ

10 ตัวอย่างจากการ์ตูนเรื่องโปรดของเราแสดงให้เห็นถึงช่วงเวลาที่กฎของการ์ตูนแลนด์ให้ความสำคัญกับกฎฟิสิกส์ที่แท้จริง (แต่ก็ยังคงเป็นเรื่องตลกอยู่)

เนื้อหา
  1. แฟลชใช้ Quantum Tunneling
  2. เด็กหญิงหลักการกีดกัน St. Pauli แห่ง Futurama
  3. ระบบขับเคลื่อนเครื่องดับเพลิงของ Wall-E
  4. Heat Death และ Big Bang บน Futurama
  5. คลาสสิกซูเปอร์แมนต่อสู้บนเครื่องบินเอียง
  6. โฮเมอร์มันฝรั่งทอดและมดตัวใหม่ของเราพบกับความไร้น้ำหนัก
  7. Venture Brothers: วงโคจร Geosynchronous ของ Gargantua-1
  8. Olaf รอดจากการล่มสลายอันยาวนานใน 'Frozen'
  9. Mr. Incredible หยุดรถของ Crooks ด้วยต้นไม้ Crooks ก้าวต่อไป
  10. Woody Dangles จาก Pullstring ของเขาใน 'Toy Story 3'

10: แฟลชใช้ Quantum Tunneling

โอเคตกลงคอสเพลย์เยอร์คนนี้ไม่สามารถเปลี่ยนผ่านสสารได้ แต่ Flash แบบเคลื่อนไหวได้

หลายต่อหลายครั้งแฟลชได้สั่นสะเทือนโมเลกุลของเขาโดยใช้พลังที่เหนือกว่าของเขาจากนั้นก็ส่งผ่านวัตถุที่ดูเหมือนแข็ง เกิดอะไรขึ้นที่นี่? การคาดคะเนแนวคิดที่ค่อนข้างไม่น่าเป็นไปได้ที่เรียกว่าการขุดอุโมงค์ควอนตัม

อุโมงค์ควอนตัมเป็นวิธีการที่อนุภาคขนาดเล็กมากซึ่งโดยปกติแล้วอิเล็กตรอนสามารถผ่านชั้นบาง ๆ ของวัสดุที่ผ่านไม่ได้ มันขึ้นอยู่กับกลศาสตร์ควอนตัมวิธีที่อนุภาคกระทำในเกล็ดขนาดเล็กมาก โดยเฉพาะขึ้นอยู่กับความเป็นคู่ของอนุภาค / คลื่น - ที่ระดับควอนตัมอนุภาคแสดงคุณสมบัติของทั้งอนุภาคและคลื่น เป็นไปไม่ได้ที่จะระบุตำแหน่งที่แน่นอนของอนุภาค แต่อนุภาคมีอยู่ในรูปแบบเมฆแห่งความน่าจะเป็น เมื่ออนุภาคชนเข้ากับสิ่งกีดขวางบาง ๆ มีความเป็นไปได้เล็กน้อยที่อนุภาคจะอยู่อีกด้านหนึ่งของสิ่งกีดขวาง ชนอนุภาคมากพอและบางส่วนจะกลายเป็นอีกด้านหนึ่งจริง ๆ เมื่อวัด แม้จะมีชื่อ แต่ก็ไม่ได้ขุดอุโมงค์ผ่านสิ่งกีดขวาง พวกเขาก็ปรากฏขึ้นในอีกด้านหนึ่ง นี่ไม่ใช่ 'กล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์อิเล็กตรอนจะวัดจำนวนอิเล็กตรอนที่เจาะอุโมงค์ผ่านวัสดุบาง ๆ เพื่อให้ได้ภาพที่แม่นยำอย่างไม่น่าเชื่อ

สิ่งนี้ทำงานอย่างไรกับ Flash? Quantum ใช้ไม่ได้กับเครื่องชั่งมาโคร นั่นคือวัตถุทั้งหมดไม่สามารถขุดอุโมงค์ควอนตัมผ่านกำแพงอิฐได้ สันนิษฐานว่า Flash กำลังสั่นสะเทือนโมเลกุลของเขาเพื่อให้แต่ละโมเลกุลมีจำนวนมากและมีโอกาสมากมายที่จะปรากฏที่อีกด้านหนึ่งของผนัง แม้ว่าแนวคิดจะเป็นจริง แต่ก็ไม่มีทางที่วัตถุขนาดใหญ่จะทำอุโมงค์ควอนตัมได้แม้ว่าจะมีอะไรหนาเท่ากำแพงก็ตาม

9: Futurama's St. Pauli กีดกันหลักการสาว

เราชอบอารมณ์ขันทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมดใน "Futurama" และยังมั่นใจได้ว่า Sam Adams ยังคงเป็นที่จดจำในฐานะผู้ผลิตเบียร์และผู้รักชาติในปี 3000

ในบท "เส้นทางของความชั่วร้าย" ว่า "ทุรา" แก๊งพยายามที่จะหาที่ดีเบียร์ ในการค้นหาของพวกเขาพวกเขาพบเบียร์ St.Pauli exciple Girl เป็นการอ้างอิงถึงเบียร์ St. Pauli Girl ที่ผลิตในเยอรมันซึ่งอาจเป็นที่รู้จักกันดีที่สุดสำหรับโลโก้ของพวกเขาที่มีผู้หญิงผมบลอนด์ในชุดเสื้อผ้าแบบดั้งเดิม

ที่สำคัญกว่านั้นคือการอ้างอิงถึงหลักการยกเว้น Pauliซึ่งเป็นกฎของฟิสิกส์ควอนตัมที่นักฟิสิกส์ Wolfgang Pauli อธิบายไว้เป็นครั้งแรก (ซึ่งเป็นชาวออสเตรียไม่ใช่ชาวเยอรมัน) ในปีพ. ศ. 2468 หลักการนี้อธิบายว่าอนุภาคที่มีการหมุนบางชนิด (คุณสมบัติภายในของ อนุภาคควอนตัม) ไม่สามารถครอบครองสถานะควอนตัมเดียวกันได้

ในขณะที่ธรรมชาติของสถานะควอนตัมและการหมุนของอนุภาคอาจเป็นเรื่องยากที่จะเข้าใจ แต่ผลลัพธ์ของหลักการยกเว้นนั้นง่ายต่อการดู หากไม่มีเราก็จะไม่มีองค์ประกอบที่แตกต่างกันซึ่งมีคุณสมบัติแตกต่างกันเช่นออกซิเจนทองแดงพลูโตเนียมไฮโดรเจนคาร์บอนหรือสิ่งอื่นใดบนตารางธาตุ หากไม่มีองค์ประกอบก็คงไม่มีอะไรมากมายในจักรวาล เนื่องจากหลักการกีดกัน Pauli คือสิ่งที่บังคับให้อิเล็กตรอนเข้าสู่ระดับพลังงานที่แตกต่างกันหรือเปลือกหอยรอบนิวเคลียสของอะตอม ระดับพลังงานอิเล็กตรอนที่แตกต่างกันเหล่านี้เป็นสิ่งที่ทำให้องค์ประกอบมีคุณสมบัติแตกต่างกันและอนุญาตให้พวกมันมีปฏิสัมพันธ์และก่อตัวเป็นองค์ประกอบใหม่และปฏิกิริยาเคมี ขอบคุณหลักการกีดกันของ St. Pauli!

8: ระบบขับเคลื่อนเครื่องดับเพลิงของ Wall-E

Wall-E ใช้แรงผลักดันของเครื่องดับเพลิงเพื่อขับเคลื่อนตัวเองไปในทิศทางตรงกันข้ามกับหัวฉีดพ่น

เมื่อวอลล์ - อีจำเป็นต้องทิ้งฝักหลบหนีที่ทำลายตัวเองอย่างเร่งรีบเขาใช้ถังดับเพลิงเป็นระบบขับเคลื่อนเพื่อมุ่งสู่ความปลอดภัย Wall-E อาศัยกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตันซึ่งมักแสดงผลว่า "ทุกการกระทำมีปฏิกิริยาที่เท่าเทียมกันและตรงกันข้าม" แม่นยำยิ่งขึ้นแรงทั้งหมดเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุสองชิ้นและเมื่อวัตถุสองชิ้นมีปฏิสัมพันธ์กันพวกมันจะใช้แรงต่อกันในปริมาณที่เท่ากันโดยที่กองกำลังจะกระทำในทิศทางตรงกันข้ามกัน ไม้เบสบอลใช้แรงกับลูกเบสบอลและไม้เบสบอลใช้แรงเท่ากันกับไม้เบสบอล แต่ในทิศทางตรงกันข้าม ความแตกต่างที่คุณเห็นในการเคลื่อนที่เกิดจากนิวตันกฎข้อที่สองของการเคลื่อนที่ (a = F / m โดยทั่วไปแสดงเป็น F = ma) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าวัตถุที่มีมวลมากจะไม่เร่งความเร็วมากนัก เมื่อคุณเดาะลูกเทนนิสออกจากกำแพงอิฐกำแพงจะเร่งความเร็ว แต่ถ้าคุณเสียบมวลของมันเข้ากับสมการกฎข้อที่สองความเร่งจะน้อยมากจนคุณไม่สังเกตเห็น

ในกรณีของ Wall-E วัตถุทั้งสองคือ Wall-E เอง (รวมถึงถังดับเพลิงซึ่งเขาจับแน่น) และก๊าซที่บีบอัดภายในถังดับเพลิง เมื่อเขาเปิดใช้งานถังดับเพลิงก๊าซจะยิงออกมาด้วยแรงจำนวนหนึ่ง แรงที่เท่ากันผลัก Wall-E ไปในทิศทางตรงกันข้าม

เป็นไปได้หรือไม่? ในขณะที่เครื่องดับเพลิงมีความแตกต่างกันอย่างมากในปริมาณก๊าซที่บรรจุและความดันที่อยู่ภายใต้ แต่ก็มีเหตุผลที่เครื่องดับเพลิงขนาดใหญ่สามารถขับเคลื่อน Wall-E ด้วยความเร็วที่น่าประทับใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาจากมวลที่ต่ำของ Wall-E

7: Heat Death และ Big Bang บน Futurama

หากคุณเชื่อว่านักเขียนและแอนิเมเตอร์เรื่อง“ Futurama” จุดจบของจักรวาลจะดูเหมือนจุดจบของวันในอาณาจักรเวทมนตร์ - พร้อมดอกไม้ไฟที่สวยงาม

ในตอน "ฟิลิปเจฟรายผู้ล่วงลับ" ทอดและผองเพื่อนใช้เวลาหลายพันล้านปีในอนาคตและเป็นสักขีพยานในจุดจบของจักรวาลโดยที่ดวงดาวและกาแลคซีทั้งหมดระเบิดและเลือนหายไปในความว่างเปล่า สิ่งนี้เป็นการเสียดสีกับทฤษฎีหนึ่งของจุดจบของจักรวาลซึ่งสสารและพลังงานทั้งหมดจะกระจายออกไปอย่างสม่ำเสมอจนไม่เกิดปฏิกิริยากับตัวเองอีกต่อไปทำให้เกิดภาวะชะงักงันที่เรียกว่า "ความตายจากความร้อน" แนวการทิ้งของศาสตราจารย์ฟาร์นสเวิร์ ธ "มีโปรตอนตัวสุดท้ายสลายตัว" เป็นเพียงเล็กน้อยที่ไม่ดีในแบบจำลองทางฟิสิกส์ที่พบบ่อยที่สุดโปรตอนไม่สลายตัว

จุดจบของจักรวาลไม่ใช่จุดจบสำหรับตัวละครของเราอย่างไรก็ตาม พวกเขาได้เห็นบิ๊กแบงใหม่และการกำเนิดของจักรวาลใหม่ซึ่งมีบทบาทเหมือนกับจักรวาลเก่า (แม้กระทั่งลีลารอเฟรย์ที่ล่วงลับอย่างเรื้อรังในร้านอาหารเดียวกับที่เธอทำในจักรวาลเก่า) ในขณะที่แนวคิดของบิ๊กแบงนั้นถูกต้องในความหมายทั่วไป แต่ "Futurama" ไม่ได้อธิบายอย่างถูกต้อง บิ๊กแบงไม่ใช่การระเบิดในอวกาศ มันคือการระเบิดของอวกาศ ในบิ๊กแบงพื้นที่ขยายตัวจากจุดเล็ก ๆ ไม่สิ้นสุด คุณไม่สามารถเห็นบิ๊กแบงจากสถานที่ภายนอกได้เว้นแต่คุณจะอยู่นอกจักรวาล (และในที่สุดพวกเขาก็กลับบ้านเรารู้ว่าเฟรย์, ฟาร์นสเวิร์ ธ และเบนเดอร์ยังคงอยู่ในจักรวาล)

การตายซ้ำและการเกิดใหม่ของเอกภพมีความถูกต้องตามแนวความคิดในแบบจำลองจักรวาลวิทยาบางอย่างแม้ว่าจะเกิดขึ้นได้จากกลไกต่างๆ โดยทั่วไปแล้วเอกภพสามารถหดตัวกลับลงไปที่จุดหนึ่งแทนที่จะประสบกับการตายจากความร้อน จุดนั้น (ความเป็นเอกฐาน) ในที่สุดก็จะผ่าน Big Bang อีกครั้งและเริ่มกระบวนการใหม่

6: คลาสสิกซูเปอร์แมนต่อสู้บนเครื่องบินเอียง

แม้แต่ซูเปอร์แมนผู้แข็งแกร่งยังต้องใช้พละกำลังทั้งหมดเพื่อต่อต้านกองกำลังที่ดึงรถไฟลงเนิน

การ์ตูนซูเปอร์แมนสุดคลาสสิกในปี 1940 จาก Fleischer Studios เป็นรากฐานที่สำคัญของซูเปอร์สตาร์ป๊อปคัลเจอร์ของ Supes "เงยหน้าขึ้นฟ้า!" ตัวอย่างที่ดีของซูเปอร์แมนที่ต่อสู้กับกฎของฟิสิกส์คือตอนที่ชื่อว่า " Billion Dollar Limited " ซึ่งเขาต้องหยุดรถไฟที่หลบหนีซึ่งเต็มไปด้วยการขนส่งทองคำที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีการขนส่งมา รถไฟขับไปตามทางลาดชัน Superman ก็หยุดมันด้วยการจับรถคันสุดท้ายแล้วดึงกลับขึ้นเนิน เป็นภาพประกอบที่สวยงามของเครื่องบินเอียง

เมื่อคุณผลักวัตถุหรือพื้นผิว (รวมถึงการยืนบนพื้น) แรงที่เรียกว่าแรงปกติจะออกแรงตรงกันข้ามและมีจำนวนเท่ากัน นี่คือแรงที่สร้างขึ้นจากการบีบอัดอะตอมด้วยกล้องจุลทรรศน์และเป็นสิ่งที่ทำให้วัตถุทึบแข็ง สิ่งสำคัญคือแรงปกติจะทำหน้าที่ตั้งฉากกับพื้นผิวเสมอ

ด้วยระนาบที่เอียงเช่นเดียวกับความลาดชันที่รถไฟกำลังกลิ้งลงรถไฟจะกดลงบนทางลาดชัน (เนื่องจากแรงโน้มถ่วง ) และแรงปกติจะผลักกลับในปริมาณที่เท่ากัน กองกำลังเหล่านั้นสมดุล อย่างไรก็ตามแรงโน้มถ่วงจะดึงรถไฟลงมาตรงๆไม่ได้ตั้งฉากกับพื้นผิวดังนั้นองค์ประกอบบางส่วนของแรงโน้มถ่วงจะทำหน้าที่ขนานกับความลาดชันดึงรถไฟลงเนิน จำนวนที่แน่นอนของแรงนั้นสามารถคำนวณได้หากเราวัดมุมของความชันและทราบน้ำหนักของรถไฟ การคำนวณนี้แสดงผ่านสมการ F = mg * sin Ɵ

มีสองสิ่งที่ต่อต้านแรงที่ลดลงนั่นคือแรงเสียดทานและซูเปอร์แมน การหาว่าเขาต้องใช้แรงเท่าไรในการดึงรถไฟขึ้นเขานั้นซับซ้อนและเกินขอบเขตของเราที่นี่ (มีแรงเสียดทานหลายแบบที่เกี่ยวข้องเราไม่รู้ว่ารถรถไฟมีน้ำหนักเท่าไหร่เป็นต้น) สิ่งหนึ่งที่แน่นอน: ผู้บรรยายไม่ได้ล้อเล่นเมื่อเขาพูดว่าซูเปอร์แมน "มีพลังมากกว่ารถจักร"

5: โฮเมอร์มันฝรั่งทอดและมดตัวใหม่ของเราพบกับความไร้น้ำหนัก

โฮเมอร์ซิมป์สัน: ล้มฟรีและพยักหน้าเหมือนเจ้านาย

ในคลาสสิกซิมป์สันตอน "ห้วงอวกาศโฮเมอร์" โฮเมอร์ไปที่พื้นที่บนกระสวยอวกาศในขณะที่อยู่ในวงโคจรโฮเมอร์พบกับสภาวะไร้น้ำหนักที่สมจริง ในขณะที่เที่ยวบินของโฮเมอร์ (และการบินของมันฝรั่งทอดและมดซ้อนทับ) นั้นแม่นยำ แต่ความคิดของคุณเกี่ยวกับสาเหตุที่โฮเมอร์และนักบินอวกาศตัวจริงไร้น้ำหนักในวงโคจรอาจไม่เป็นเช่นนั้น

ยิ่งคุณอยู่ห่างจากโลกมากเท่าไหร่แรงโน้มถ่วงก็ยิ่งส่งผลต่อคุณน้อยลงเท่านั้น อย่างไรก็ตามในวงโคจรของโลกการลดแรงโน้มถ่วงนี้ทำได้เพียงเล็กน้อยโดยลดแรงโน้มถ่วงลงประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นการไม่มีแรงโน้มถ่วงจึงไม่สามารถอธิบายได้ว่านักบินอวกาศและโฮเมอร์ลอยอยู่รอบ ๆ ดูเหมือนว่าไม่มีน้ำหนัก

แล้วอะไรที่ทำให้โฮเมอร์ลอย? ตกฟรี เมื่อคุณอยู่บนโลกคุณจะไม่เคยสัมผัสกับแรงโน้มถ่วงโดยตรง มันเป็นแรงที่กระทำในระยะไกลและเป็นไปไม่ได้ที่จะรู้สึก คุณรู้สึกได้เพียงแรงสัมผัสเช่นดอดจ์บอลกระทบไหล่คุณหรือพื้นดินดันเท้าของคุณ (ซึ่งเราได้เรียนรู้เรียกว่าแรงปกติ) หากคุณสามารถกำจัดแรงสัมผัสทั้งหมดได้คุณจะรู้สึกถึงความไร้น้ำหนักแม้ว่าน้ำหนักจริงของคุณและแรงโน้มถ่วงที่แท้จริงที่กระทำกับคุณจะยังคงเท่าเดิม คุณจะได้เห็นสิ่งนี้บนรถไฟเหาะเมื่อมันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในยานโคจรมันเหมือนกับว่านักบินอวกาศกำลังขึ้นไปด้านบนของรถไฟเหาะนั้นอยู่ตลอดเวลา พวกมันกำลังตกลงมา แต่กระสวยอวกาศก็หล่นหายไปจากพวกมันเช่นกันในการตกลงอย่างอิสระตลอดกาลรอบโลก เมื่อไม่มีแรงสัมผัสพวกเขาจะไม่พบกับน้ำหนักของตัวเอง พวกเขารู้สึก (และดูเหมือน) ไร้น้ำหนัก

4: Venture Brothers: วงโคจร Geosynchronous ของ Gargantua-1

Gargantua-1 ในวงโคจร geosynchronous เหนือโลก

ในตอน "Careers in Science" Gargantua-1 เป็นสถานีอวกาศขนาดใหญ่ that has seen better days. It's described as having a geosynchronous orbit, although it isn't clear if it's also geostationary. A geosynchronous orbit means the satellite has the same orbital period as Earth. Therefore the satellite will cross the same spot in the sky (relative to an observer on Earth) at the same time every day. This doesn't mean it will appear to stay in the exact same spot in the sky, since the satellite may be orbiting at an inclination from the equator. To explain that another way: As Earth rotates, a stationary observer on the ground is moving directly from west to east, while the satellite may be moving at some north-south angle (and is not necessarily ever directly overhead). Because the orbital period is the same, the satellite "meets" the same spot in the sky at the same time each day.

A geostationary orbit is a special case in which the satellite orbits along the equator, allowing it to maintain the same relative spot in the sky. This concept is widely credited to science-fiction author Arthur C. Clarke.

In practice, a satellite (or space station) in geosynchronous or geostationary orbit needs to periodically use thrusters to keep itself in the proper orbit. SPOILER ALERT: This may explain why Gargantua-1, in serious disrepair and experiencing a problem that may or may not have been urine-related, eventually drops out of orbit and crashes.

3: Olaf Survives a Long Fall in 'Frozen'

Other than some confusion as to the location of his feet, Olaf survives his long fall with no complications.

Our favorite confused snowman, Olaf, experiences a lot of physics, with all the falling, tumbling, sliding and crashing into things he does in the course of Disney's "Frozen."

Although Olaf is made of snow , he's mostly treated as a solid object. When Olaf falls off a cliff, he first experiences acceleration due to gravity. The force of Earth's gravity accelerates Olaf toward Earth. We could calculate this with Newton's second law, a=F/m. Since he's made of snow, Olaf is probably not very dense, so you might think he wouldn't accelerate as quickly as if he were made of solid ice. However, all objects in free fall accelerate at the same rate, regardless of their mass. At some point, though, he will reach terminal velocity, the point at which the drag of air pushing on him equals the acceleration due to gravity, and he accelerates no more. This is an important physics concept, because terminal velocity does not depend on Olaf's mass, but rather on his shape. More open or spread out shapes create greater drag, resulting in a lower terminal velocity. This is why a parachute works -- it doesn't make the skydiver any lighter, it just increases her drag.

When Olaf hits the ground at the bottom of the cliff, he experiences deceleration (which is a form of acceleration). Could a living snowman actually survive such a fall? Lucky for Olaf, there's a thick layer of snow on the ground. That means his deceleration is spread out over a few extra fractions of a second, compared to landing on solid concrete . That makes all the difference, because spreading out the force imparted to Olaf over a longer period reduces the damage it will do to him, just like the air bags in your car slow down the deceleration of your body in a crash.

2: Mr. Incredible Stops Crooks' Car With a Tree, Crooks Keep Going

The car stops, the bad guys keep flying forward.

To foil a group of crooks, Mr. Incredible drops a tree trunk in front of their speeding car. The car comes to a metal-crunching halt, but the bad guys continue moving forward until they smack into the dashboard and windshield, incapacitated. This is Newton's first law at work. It says that an object will keep doing whatever it's already doing until some force makes it do something else. You may have heard it phrased, "An object at rest tends to stay at rest; an object in motion tends to stay in motion," or just the law of inertia.

This law can seem counterintuitive at first, because here on Earth there are a bunch of invisible forces acting on objects at all times that cause them to seemingly violate Newton's first law. If you throw a ball, shouldn't it keep going forever? It would in space, but on Earth the ball is slowed by friction from passing through air, and eventually gravity makes it fall to the ground (where even more friction makes it come to a stop).

In the case of the guys in the car, they're moving forward, pushed by the normal force of their seatbacks. When Mr. Incredible brings the car to a sudden stop, the crooks keep moving forward, in accordance with Newton's first law. However, it isn't air resistance or gravity that slows them down, it's the solid objects in front of them -- the dashboard and windshield . Those objects impose a force on the baddies, causing them to stop moving (and, as is the case with the car, the sudden deceleration causes some physical damage).

1: Woody Dangles From His Pullstring in 'Toy Story 3'

Woody's pull string counteracts gravity. Take that, gravity!

This scene from "Toy Story 3" is a great parody of the classic "Mission Impossible" ceiling drop gag. In the scene, Woody hangs from a tree , caught by his pull string. Then the string retracts, activating his built-in voice recording. The physics here is fairly straightforward -- we're measuring the net forces at work on Woody to see how and if he moves.

At first, Woody is falling, accelerating toward the ground due to gravity. The string gets caught on a tree, so now there's a force counteracting gravity: The tension force of the string is pulling Woody up. For a second, the tension force is equal to the gravitational force, so Woody hangs motionless. The net forces acting on him are in balance.

Then some mechanism in Woody activates, presumably a spring that winds the string up inside him. The spring applies extra tension force to the string (we can treat the spring as part of Woody, in terms of determining which forces are acting on which objects). This increase in the tension force exceeds the gravitational force, so Woody begins accelerating upward. However, he stops accelerating and then moves up at a constant pace, meaning the forces balanced out again. The spring had a little extra oomph at the start to get Woody moving, apparently.

Lots More Information

Author's Note: 10 Outrageous Cartoon Moments That Use Real Physics

ฉันเรียนรู้มากมายเสมอเมื่อฉันค้นคว้าและเขียนบทความ แต่หลักสูตรนี้เป็นวิชาฟิสิกส์ที่ผิดพลาดอย่างร้ายแรง ฉันเข้าใจกฎทางกายภาพเหล่านี้มากมายในระดับแนวคิด แต่การเจาะลึกลงไปและดูสูตรทำให้ฉันมีความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น ฉันเคยหัวเข่าในการคำนวณแรงดึงของ Superman บนระนาบเอียง ณ จุดหนึ่ง แต่ต้องตัดออกเพราะมันยาวเกินไป ฉันได้รับความช่วยเหลือมากมายจากภรรยาซึ่งเป็นครูสอนฟิสิกส์ระดับมัธยมปลาย

บทความที่เกี่ยวข้อง

แหล่งที่มา

  • Australia Telescope National Facility. "The Big Bang and the Standard Model of the Universe." (July 2, 2014) http://www.atnf.csiro.au/outreach/education/senior/cosmicengine/bigbang.html
  • Blickenstaff, Jacob Clark. "To College and Beyond? Science in Toy Story 3." NSTA. July 13, 2010. (July 2, 2014) http://www.nsta.org/publications/news/story.aspx?id=57577
  • The Engineering Toolbox, "Body Forces on Inclined Planes." (July 2, 2014)http://www.engineeringtoolbox.com/inclined-planes-forces-d_1305.html
  • Hyperphysics, "Barrier Penetration." (July 2, 2014) http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/barr.html
  • Hyperphysics, "Pauli Exclusion Principle." (July 2, 2014) http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/pauli.html
  • MinutePhysics, "What is Quantum Tunneling?" (July 2, 2014) https://www.youtube.com/watch?v=cTodS8hkSDg
  • The Physics Classroom, "Inclined Planes." (July 2, 2014) http://www.physicsclassroom.com/class/vectors/Lesson-3/Inclined-Planes
  • The Physics Classroom, "Newton's Second Law." (July 2, 2014) http://www.physicsclassroom.com/class/newtlaws/Lesson-3/Newton-s-Second-Law
  • The Physics Classroom, "Newton's Third Law." (July 2, 2014) http://www.physicsclassroom.com/class/newtlaws/Lesson-4/Newton-s-Third-Law
  • The Physics Classroom, "Weightlessness in Orbit." (July 2, 2014) http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-4/Weightlessness-in-Orbit
  • Protec, "Protec Carbon Dioxide Fire Extinguisher." (July 2, 2014) http://www.aespl.com.sg/pdf/FIRE%20EXTINGUISHER-CO2.pdf
  • Science Daily, "Geosynchronous Orbit." (July 2, 2014) http://www.sciencedaily.com/articles/g/geosynchronous_orbit.htm

Suggested posts

ที่บอกว่า? แบบทดสอบนักพากย์

ที่บอกว่า? แบบทดสอบนักพากย์

มีการแสดง แล้วก็มีการแสดงเสียง ทั้งสองมีความยากในรูปแบบเฉพาะของตนเอง คุณรู้จักตำนานเหล่านี้ในสนามมากแค่ไหน?

Where in the World Are You? Take our GeoGuesser Quiz

Where in the World Are You? Take our GeoGuesser Quiz

The world is a huge place, yet some GeoGuessr players know locations in mere seconds. Are you one of GeoGuessr's gifted elite? Take our quiz to find out!

Related posts

Robot Umps จะเรียก Pitches ที่ Future MLB Games

Robot Umps จะเรียก Pitches ที่ Future MLB Games

ขออภัยที่ทำให้ผิดหวัง แต่พวกเขาจะไม่ใช่ C-3PO ในกางเกงสแล็กสีเข้มและชุดป้องกันหน้าอกหลังจานเหย้า แต่ 'หุ่นยนต์' อาจเป็นอนาคตของการเรียกลูกบอลและการนัดหยุดงาน

Venice Biennale คือ 'โอลิมปิกแห่งศิลปะ'

Venice Biennale คือ 'โอลิมปิกแห่งศิลปะ'

Venice Biennale ซึ่งเป็นนิทรรศการศิลปะล้มลุกที่เก่าแก่ที่สุดในโลก เป็นนิทรรศการที่แปลกใหม่ในโลกแห่งศิลปะ ซึ่งดึงดูดผู้คนกว่า 500,000 คนในช่วง 7 เดือนของการจัดนิทรรศการ

คุณสามารถไขปริศนานี้ได้หรือไม่?

คุณสามารถไขปริศนานี้ได้หรือไม่?

ดูว่าคุณสามารถไขปริศนาแสนสนุกนี้ที่ HowStuffWorks ได้หรือไม่!

คุณสามารถไขปริศนานี้ได้หรือไม่?

คุณสามารถไขปริศนานี้ได้หรือไม่?

ดูว่าคุณสามารถไขปริศนาแสนสนุกนี้ที่ HowStuffWorks ได้หรือไม่!

Tags

Categories

Top Topics

Language