Alex Rusin aka amfora (amfora) wrote,
Alex Rusin aka amfora
amfora

Categories:

Занимательная физика

Есть такая наука - называется физика. Очень важная наука, между прочим, ее даже в школе преподают. Во всяком случае, раньше преподавали.

Больше скажу - я в школьные годы очень увлекался этой наукой, читал всякие книжки, далеко выходящие за школьный курс физики, решал задачки и пару раз даже участвовал в районной олимпиаде.

И вот - камрад kungurov объявил конкурс на лучшее решение одной занимательной физической задачки, а победителю, как и положено во всяком приличном конкурсе, положен денежный приз.

Ну как такое можно пропустить?


Конечно, призовой фонд довольно скромный, всего-то 4000 жетонов, с Нобелевкой не сравнить, но с другой стороны - Нобелевку мне вряд ли дадут, а задачка Кунгурова мне как два пальца...

Задачка вот, о чем:

Может ли футболист (например, Халк) так мощно пробить по мячу, что мяч собьет с ног голкипера и придаст ему (голкиперу) такое ускорение, что он (голкипер) отлетит в сетку ворот и порвет ее (как Тузик грелку).

У любого, кто хотя бы иногда смотрит футбол, а тем более у тех, кто сам хотя бы раз пинал мяч, пусть даже во дворе, ответ возникнет сразу - конечно, нет! Зачем тут вообще физика? Какой тут может быть конкурс? Ну очевидно же - нет!

Ошибаетесь, друзья!

Совсем не очевидно!

Во всяком случае, это не очевидно некоторым журналистам федеральных каналов, которые запустили в эфир новостей постановочный ролик, где Халк сбивает мячом голкипера, да так, что тот рвет сетку ворот - lenta.ru/news/2015/10/06/hulk/

А на самом деле, может ли такое быть?

Кто здесь дурак - молодые журналисты Первого канала и НТВ, которые учили физику в эпоху ЕГЭ и стали жертвами реформы образования имени Фурсенко? Или может быть я чего-то не понимаю?

Попробую решить предложенную задачку.

Заодно заработаю немного жетонов, если окажусь прав.

В формулировке Кунгурова задачка выглядит так:

1. С какой скоростью должен лететь мяч массой 0,45 кг, чтобы тело вратаря массой 70 кг переместилось на 5 м. (все столкновения считать абсолютно упругими, сопротивлением воздуха пренебречь, деформацией тела вратаря, сетки и мяча пренебречь).

2. Какую энергию нужно передать телу массой 70 кг, чтобы оно с начальной скоростью, равной 0, приобрело ускорение, достаточное для его перемещения на 5 м.

3. Какую силу нужно приложить к телу массой 70 кг, чтобы оно смогло порвать сетку (считать, что сетка связана из капроновой нити сечением 0,7 мм, размер ячейки 50Х50 мм).

Решаю по порядку:

1. Поскольку в условии сказано, что сопротивлением воздуха можно пренебречь, а столкновения следует считать абсолютно упругими, то у нас получается модель... сферического голкипера в вакууме. Массой 70 кило. В направлении которого летит мяч массой 0.45 кг. Тоже сферический, что характерно.

В задаче спрашивается, с какой скоростью должен лететь мяч, чтобы после абсолютно упругого соударения голкипер переместился на 5 метров. За какое время голкипер должен переместиться на 5 метров - в условиях не сказано, то есть скорость, с которой после соударения будет двигаться голкипер, значения не имеет. Поскольку все происходит в вакууме (сопротивлением воздуха по условиям задачи пренебрегаем) - голкипер после соударения будет двигаться неограниченно долго, пока не встретит какое-либо препятствие (о котором в задаче не сказано). Это значит, что скорость мяча может быть... любой.

С какой бы скоростью мяч не двигался в вакууме, при соударении с голкипером он передаст ему часть импульса и голкипер будет двигаться со скоростью в 2x70/0.45 раз меньшей, чем была скорость мяча. Но будет двигаться! И поскольку сопротивления воздуха нет, голкипера ничто не тормозит, значит дистанцию в 5 метров он рано или поздно преодолеет, даже если за это время состарится и умрет.

Значит ответ на первую часть задачи будет таким:

Скорость может быть любой, отличной от 0.

2. Вторая часть задачи - это та же самая первая часть, только вопрос ставится не про скорость мяча, а про энергию, передаваемую телу.

Но выше уже показано, что скорость мяча может быть любой, отличной от нуля - сферический голкипер в вакууме все равно рано или поздно преодолеет дистанцию 5 метров, если не будет встречать препятствий на пути. Значит и энергия может быть любой, отличной от нуля.

На самом деле, бесконечно малой скорость мяча и энергия быть не может. Потому что в области сверхмалых величин перестает работать обычная ньютоновская механика и начинает работать механика квантовая. Бесконечно малый мяч может вообще пройти сквозь бесконечно малого голкипера, либо аннигилировать, если они созданы из вещества и антивещества.

3. Про форму тела и площадь его соприкосновения с сеткой в условиях задачи не сказано. А это принципиально важно. Поэтому рассмотрим разные варианты.

Первый вариант - площадь контакта тела с сеткой бесконечно велика. То есть имеем сеть бесконечной площади (в задаче площадь сетки не указана) и такое же бесконечно большое плоское тело. В этом случае сила, которую нужно приложить к телу, должна быть тоже бесконечно велика.

Второй вариант - площадь тела бесконечно мала или во всяком случае меньше 25 кв.см. В этом случае тело свободно проходит в ячейку сетки, не разрывая ее, какая бы сила не была приложена.

И третий вариант - тело остро заточено с той стороны, которой направлено к сетке и находится в неустойчивом равновесии. В этом случае при малейшем воздействии тело падает на сетку и рвет (режет) ее собственным весом.

Для более точных расчетов не хватает данных, прошу извинить. Ведь ответ зависит от того, сколько капроновых нитей должно порвать тело. Если тело падает на сетку спиной - его вес распределяется по десяткам нитей, а если виснет на сетке, держась одним пальцем - всего две нити. А если хватается зубами и начинает жевать?

Кстати, если тело цепляет сетку пальцем, тут еще имеет значение, подстрижены ли у тела ногти. И нет ли накладных ногтей, особенно металлических с острой заточкой.

А что, если в воротах стоит Фредди Крюгер? Это существенно меняет весь сюжет!

Таким образом, если обобщить решение и не вдаваться в детали квантовой физики, то ответить на задачу можно так:

Чтобы отправить в сетку футбольных ворот Фредди Крюгера в вакууме, находящегося в состоянии неустойчивого равновесия, после чего он порвет сетку собственным весом, зацепившись за нее когтями, вполне достаточно 1 Дж энергии или скорости мяча 1 м/с, что вполне по силам такому футболисту как Халк, особенно если он перед ударом напьется энергетического напитка G-Drive и захочет поскорее завершить тренировку чтобы успеть в туалет.

Получается, что снятое в рекламном ролике, который на Первом канале и НТВ запустили в эфир, приняв за реальный кадр... вполне может быть!

Правильно я решил?

Вот вы как думаете? Вы физику в школе учили?

Могу я требовать от kungurov 4 кило жетонов? Или не могу?

Tags: Наука, Образование, Россия, Спорт, Футбол, Шутка, Юмор
Subscribe

Posts from This Journal “Наука” Tag

  • Искусственный интеллект и... мусор

    В последние 5-10 лет регулярно появляются сообщения про успехи в создании искусственного интеллекта. Созданы интерактивные роботы, способные вести…

  • В ритме Солнца

    Существует такое интересное астрономическое явление как циклические изменения солнечной активности или солнечные циклы. Цикличность в изменении…

  • От разрушителей к мифам

    Есть на канале Дискавери такая научно-популярная передача, которая называется "Разрушители легенд". В оригинале - MythBusters. Думаю многие видели…

  • Стыд и гордость

    Есть такое выражение - смех сквозь слезы. По аналогии с ним, чувства, которые возникают по поводу различных российских достижений последнего времени…

  • Можно ли "смыть" Америку?

    Существует старая идея "смыть Америку" за счет подрыва у берегов США мощного термоядерного заряда, который поднимет огромную волну (цунами) и та…

  • Самое главное Знание

    Сегодня у нас День Знаний. И в этот день я хочу поделиться с вами самым главным Знанием, которое мне удалось получить за все время, что я пишу о…

promo amfora february 18, 2019 22:00 27
Buy for 50 tokens
Представляю вашему вниманию новый журнал (сообщество) о "достижениях" современной российской политики и экономики - На дне! Журнал создан для сбора ценных сведений и интересных заметок по указанной теме. Для начала в журнал добавлено следующее: Зарплата рабов Сергей Юрский: Не покидает…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 91 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →