Wonder Woman için oldukça heyecanlı olduğumu itiraf etmeliyim. Küçükken çok fazla çizgi roman okumama rağmen Marvel’ı DC’ye tercih ettim, bu yüzden Wonder Woman hakkında bildiğim her şey Linda Carter’ın oynadığı TV programından geldi. Görünüşe göre Wonder Woman şimdiye kadarki en iyi süper kahraman filmi olabilir.
Tüm süper kahraman filmleri gibi Wonder Woman da biraz fizik yapma fırsatı sunar. Şimdi, Wonder Woman’ı tanıyan herkes, onun en önemli hareketlerinden birinin harika Boyun Eğme Bileziği ile mermileri saptırmak olduğunu bilir. Bu şeyler gerçekten harika; yok edilemezler ve düşmelerin, mermilerin ve diğer şeylerin etkisini emebilirler. Peki fizik bu konuda ne diyor? Bakalım.
Her Şey Momentumla İlgili
Momentum bu tartışmada büyük bir rol oynuyor. Kısacası, bir nesnenin momentumu, kütlesinin ve hızının ürünüdür. Neden onları çoğaltsın? Çünkü bir nesne üzerindeki net kuvvet, momentumunu değiştirir. Kuvvetin doğası hakkında bilmeniz gereken başka bir şey de kuvvetlerin iki nesne arasındaki bir etkileşim olduğudur. A nesnesi B nesnesini itiyorsa, B nesnesi de A nesnesini aynı büyüklükte kuvvetle geri iter.
Şimdi iki nesnenin çarpıştığını varsayalım. Şimdilik birbirine doğru aynı hızla hareket eden bir golf topu ve bir basketbol topu kullanacağım. Açık olmak gerekirse, basketbolun kütlesi golf topunun kütlesinden daha büyüktür. Çarpıştıklarında, her biri diğerine aynı kuvveti aynı süre boyunca uygular. Bu nedenle momentumdaki toplam değişim sıfır olmalıdır, başka bir deyişle momentum korunur. Bu nedenle momentumu anlamalısınız.
Golf topu ve basketbol momentumda aynı değişimi yaşasa da, golf topunun daha küçük kütlesi, hızda çok daha büyük bir değişiklik yaşadığı anlamına gelir. Ancak yine de momentum korunur. Bir golf topunun sabit bir basketbol topuna doğru hareket ettiğini ve ters yönde sektiğini varsayalım. Golf topunun momentumundaki değişimi hesaplayarak, momentumun korunması gerektiğinden basketbolun geri tepme hızını belirleyebilirim.
Bir Kurşunu Saptırma
Şimdi Wonder Woman’a. Wonder Woman’ın bir mermiyi saptırmaktan alabileceği en büyük geri tepmeye bakmak istiyorum. Sırf sürtüşme konusunda endişelenmeme gerek kalmaması için, onu yok etmek isteyen bazı kötü adamlarla birlikte buzun üzerinde durduğunu varsayalım. Bir Alman askeri ona ateş ediyor; mermi Teslim Bileziği’ne çarpar ve aynı hızla ama ters yönde seker. Merminin momentum değişikliğini hesaplamak, Wonder Woman’ın buz üzerindeki momentum değişimini de sağlar (Bu kulağa buz pateni gösterisi gibi geliyor).
Bunu yapmak için merminin kütlesini ve hızını belirlemeliyim. . Biraz araştırma yaptıktan sonra bu sitedeki değerleri buldum. Bu, merminin kütlesini 965 m/s hızında 4,2 grama koyar. Bununla, momentumdaki değişimi (tek boyutta) bulabilirim:
Burada mermi başlangıçta negatif yönde ve negatif hızla hareket ediyor. Farkı bulduğumda, negatifin negatifi pozitiftir ve momentumdaki değişiklik, ilk momentumun iki katıdır. Kütle ve hız için değerleri girerek, 8,1 kg*m/s’lik bir momentum değişikliği elde ediyorum (evet, bu momentumun birimidir).
Şimdi, mermi momentumunda bir değişiklik yaşarsa Wonder Kadın aynı momentum değişimini (ama ters yönde) deneyimlemelidir. Dinlenmeden başladığını varsayarsak, son momentumu 8,1 kg*m/s (negatif yönde) olacaktır. 50 kg’lık bir kütle kullanıldığında (sadece bir tahmin), Wonder Woman 0,162 m/sn (0,36 mph) geri tepme hızına sahip olacaktır. Bu çok yavaş ve eğer buzdaysa, ki değil. Yani, Teslim Bileziği’ne isabet eden tek bir kurşun Wonder Woman’ı geriye doğru itmek için çok az şey yapar ve normal zeminde olsaydı hiçbir şey olmazdı.
Makineli Tüfeği Saptırma
Tamam, öyleyse bir Tüfekle atılan mermi önemli olmayabilir, peki ya makineli tüfekle atılan mermi yağmuruna ne dersiniz? Basit olması açısından, bu Alman hafif makineli tüfek tüfekle aynı mermileri aynı hızda, yalnızca daha yüksek bir oranda ateşlediğini varsayacağım. Dakikada 500 mermi veya her 0,12 saniyede 1 mermi tahmini, I. Dünya Savaşı dönemi silahları için iyi bir rakam olduğunu düşünüyorum. Mermiler arasındaki aralığı bildiğim için Wonder Woman’ın geri tepme hızını bulmaktan daha fazlasını yapabilirim. Kurşunların Teslimiyet Bileziklerine isabet ederken ona uyguladıkları ortalama kuvveti belirleyebilirim. Bunu yapmak için tek boyutta momentum ilkesini kullanacağım. Bu, bir nesne üzerindeki net kuvvetin momentumun değişme hızına eşit olduğunu belirtir:
Tüfek örneğinden bir merminin momentumundaki değişiklik için zaten bir ifadem var . 0,12 saniyelik zaman aralığını kullanırsam ortalama 67,5 newtonluk bir kuvvet elde ederim. Bu, üzerinizde oturan küçük bir köpekle deneyimleyeceğiniz şeylerle ilgili. Önemli değil. Sadece biraz sürtünme ile Wonder Woman, birkaç hafif makineli tüfek etkisine kolayca dayanabilir. Buzun üzerinde durmadığı sürece.
Tepki Süresi
Peki, Wonder Woman’ın Teslim Bileziğiyle bir mermiyi engellemek için ne tür bir tepki süresine ihtiyacı vardır? Hızlı bir tahmine ne dersiniz? Tamam, durum şu: Kötü bir adam Wonder Woman’a 700 m/s hareket eden bir kurşunla ateş ediyor. Evet, bu daha önce kullandığımdan farklı bir değer ama ben onun engelleyebileceği bir şeyle gitmek istiyorum.
Wonder Woman’ın tepki süresi yalnızca merminin hızına değil, aynı zamanda ona çarpmadan önce kat ettiği mesafe. Wonder Woman ile kötü adam arasındaki mesafeyi kullanmak yerine mermiyi ilk fark ettiği mesafeyi kullanacağım. Biraz ev ödevi istiyorsanız, insan gözünün açısal çözünürlüğünü ve merminin boyutunu mermi algılama mesafesine yaklaşmak için kullanabilirsiniz, ancak ben buna 30 metre diyeceğim ve bu işi bitireceğim.
Eğer mermi sabit bir hızla hareket ediyorsa, seyahat süresini bulmak için ortalama hızın tanımını kullanabilirim:
Hız ve mesafe değerlerimi girerek, bir mermi seyahat süresi elde ederim 0,043 saniye (43 milisaniye). Tepki vermek için fazla zaman yok. Bana öyle geliyor ki 160 ms civarında iyi bir görsel tepki süresi olabilir—ama sanırım Wonder Woman’ın bu kadar süper olmasının bir nedeni de bu.
Ancak gücü de tahmin edebilirim (içinde watt) Wonder Woman’ın bir mermiyi engellemesi gerekecek. Şimdi, bir mermiyi bloke etmek, elini belirli bir hıza çıkarmasını, ardından onu durdurmasını ve mermiyi saptırmasını gerektiriyordu – hepsi 43 milisaniyede. Bunu iki eşit parçaya bölmek daha kolay. Bölüm 1, ibrenin hızını sıfırdan toplam mesafe içinde bir değere ve toplam sürenin yarısına çıkarıyor. 2. Bölüm, eli yarı süre ve mesafeyle yavaşlatıyor. Evet, bu bir tahmindir, ancak ortalama hızı kolayca hesaplamamı sağlar. İlk hız sıfır olduğundan, son hız ortalamanın iki katı olacaktır.
Toplam 1 metrelik el hareket mesafesi ve 1,5 kilogramlık el-bilek-önkol kütlesi kullanacağım. El bloğunun hızlanma kısmı sırasında el, 23,3 m/s ortalama hıza ve 46,6 m/s maksimum hıza (hareket ortasında) ulaşacaktır. Gücü şu tanımla hesaplayabilirim:
Zaman aralığını zaten biliyorum, peki ya enerjideki değişim? El hareket halinden hareket etmemeye geçtiğinden, enerjideki değişim sadece kinetik enerjideki değişimdir:
Bu bana ihtiyacım olan her şeyi veriyor (kütle, maksimum hız, zaman ) gücü hesaplamak için. Bu değerleri taktığımda, 76.000 watt’lık bir mermi engelleme gücü elde ediyorum. Vay canına. Bu yaklaşık 100 beygir gücü. Wonder Woman’ın tek kolunda ekonomik bir arabanın gücü var. Bu kadar süper olmasının bir diğer nedeni.
Bütün bunlar, Wonder Woman’ın insanüstü olduğunu ve Boyun Eğme Bileklikleriyle bile mermileri engellemeye kesinlikle çalışmamalısınız.