|
|
|
|
|
Filmowe ściemy - czy Kong Kong mógłby istnieć naprawdę?Hollywood co jakiś czas wypuszcza kolejne wersje filmów z ogromnymi potworami – począwszy od King Konga, poprzez Godzillę, czy inne gromady stworów o rozmiarach przekraczających wielkość sporych budynków. Pewnie nie raz przychodzi nam na myśl pytanie, czy takie monstra mogłyby istnieć naprawdę? Problem banalny nie jest, bo przyroda udowadnia, że jest w stanie „wyprodukować” ogromne zwierzęta. Od razu przychodzi nam na myśl słoń, hipopotam, może nawet płetwal błękitny. Do tego jeszcze mamy wykopaliska dinozaurów, które swoimi rozmiarami imponują jak mało co innego. Ale czy stwór wielkości Godzilli mógłby istnieć naprawdę? Odpowiedź na to pytanie może dać fizyka. I aby ją zrozumieć nie trzeba umieć rozwiązywać skomplikowanych równań. Wystarczy umiejętność szacowania i znajomość podstawowych praw dotyczących materiałów i ludzkich tkanek. Zastanówmy się najpierw nad takim pytaniem: czy obiekty świata materialnego można powiększać dowolnie? Np. wyobraźmy sobie maszynę, która świetnie zaadaptowaną do środowiska małpę powiększa 2 krotnie, w jakiś tajemniczy sposób mnożąc atomy jej tkanek. Powstaje pytanie: czy po całej operacji otrzymalibyśmy tak samo sprawne, tylko odpowiednio zwiększone zwierzę? Fizyka, niestety, odpowiada na to pytanie przecząco. Podstawowym problemem jest tutaj fakt, że ciężar zwiększanego obiektu rośnie szybciej niż wytrzymałość zwiększonego organizmu. Bo jak wynika z praw dotyczących wytrzymałości materiałów, odporność na złamanie, zerwanie, złamanie jest (przynajmniej z grubsza) proporcjonalna do powierzchni przekroju poprzecznego. Czyli przy dwukrotnym zwiększeniu wymiarów liniowych (w każdą stronę) obiektu trójwymiarowego, dowolny przekrój poprzeczny zwiększy się czterokrotnie (powierzchnia przekroju jest proporcjonalna do kwadratu wymiaru liniowego). Ktoś powie: to świetnie, tylko 2 razy wzrost wymiaru, a tu nawet 4-krotny wytrzymałości. Jednak… Teraz policzmy jaki otrzymamy wzrost ciężaru. Jeżeli wymiar liniowy rośnie 2 krotnie, to objętość wzrośnie aż 8 krotnie (ponieważ objętość jest proporcjonalna do sześcianu tego wymiaru)! A więc w konsekwencji ciężar, który jest proporcjonalny do objętości, też wzrośnie 8 krotnie – 2 razy bardziej niż, oszacowana wyżej, wytrzymałość. Ostateczny efekt będzie taki, że jeśli przed powiększeniem kości i mięśnie utrzymywały w miarę dobrze ciężar ciała zwierzęcia, to po powiększeniu zostaną obciążone proporcjonalnie 2 krotnie bardziej. Dlatego np. budowla dobrze zaprojektowana do określonego rozmiaru (prawidłowo obliczone wszystkie wytrzymałości elementów nośnych) po zwiększeniu skali bez zmiany konstrukcji, czy użytych materiałów stałaby się niebezpieczna dla mieszkańców – groziłaby zawaleniem! Zwierzęta też stanowią „konstrukcję” – ich kości muszą wytrzymywać naciski przy różnych okazjach – biegów, skoków, czy zwykłego utrzymywania ciała – nawet w spoczynku. I gdyby tak po prostu tę konstrukcję zbytnio zwiększyć, to groziłoby połamanie kości. Innym problemem jest siła mięśni. Jak wykazują badania fizjologów, z grubsza jest ona proporcjonalna do przekroju poprzecznego włókien mięśniowych. Co oznacza znowu, że po dwukrotnym zwiększeniu wymiarów (a więc 8-krotnym ciężaru) mięśnie zwiększające swoją siłę 4 krotnie, po wcięciu pod uwagę ciężaru ciała zostaną obciążone proporcjonalnie 2 krotnie bardziej. Jeszcze inną kwestią do rozwiązania w przypadku zwierząt jest np. system krwionośny. Wraz ze zwiększeniem wysokości zwierzęcia „pompa” (serce) dostarczająca krew do komórek ciała musi pracować generując większe ciśnienie (ciśnienie hydrostatyczne rośnie proporcjonalnie z wysokością). A komórki, do których krew dociera muszą pod takim zwiększonym ciśnieniem pracować. Wynika stąd, że np. żyrafy muszą posiadać znacznie wydajniejsze serce, niż niższe zwierzęta. Ktoś powie: no dobrze, ale jednak słonie istnieją, więc jakoś te problemy są rozwiązywane. Tu jednak trzeba zwrócić uwagę na jeszcze jedną rzecz – słoń ma zupełnie inną budowę ciała, niż małe zwierzęta: grube klocowate nogi, masywny kręgosłup, duże mięśnie. I oczywiście słoń nie wykonuje bardzo trudnych, obciążających kości i mięśnie ruchów – nie skacze po drzewach, porusza się ostrożniej, majestatycznie. W najlepszej sytuacji jeśli chodzi o możliwość posiadania dużych rozmiarów są zwierzęta pływające. Tam woda utrzymuje konstrukcję ciała. I dlatego rozmiar płetwala błękitnego, czy nawet orki może znacznie przekraczać wielkości zwierząt lądowych. Podsumowując: godzilla czy King Kong przedstawione w wielkości znanej z produkcji filmowych nie mają racji bytu w normalnym świecie. Jeśli już miałby powstać potwór podobnej wielkości jak King Kong, to na pewno nie miałby małpich proporcji, ale musiałby być monstrum o grubych kończynach i poruszać się znacznie bardziej ostrożnie. W przypadku godzilli sytuacja jest jeszcze gorsza, to ten potwór – w japońskiej wersji – jest jeszcze znacznie większy. Jeśli miałby istnieć, to chyba musiałby wykorzystywać w swojej konstrukcji materiały nie znane dzisiejszej nauce – superwytrzymałe kości, mięśnie o wydajności niespotykanej nigdzie na Ziemi. Chyba, że miałby być w środku pusty (np. jak napompowany – najlepiej wodorem, albo helem – balon), wtedy można by obniżyć ciężar potwora i oprzeć się na znanych materiałach. A teraz problem dla czytelnika do samodzielnego rozwiązania: Załóżmy, że mamy sześcian z takiego materiału, że gdy postawimy go na poziomej powierzchni, to dolna jego warstwa nie ulega zniszczeniu pod własnym ciężarem. Jednak jeśli postawimy na górze dokładnie drugi taki sam klocek, to właśnie przekroczymy wytrzymałość i spód klocka zaczyna się kruszyć, rozpadać. Pytanie jest następujące: ile razy większa musi być krawędź pojedynczego sześcianu wykonanego z tego samego materiału, aby zaczął się on właśnie kruszyć u spodu pod własnym ciężarem? Jeśli ktoś chce znać zdania autora witryny w tej sprawie niech kliknie tutaj. Dodano do serwisu 4.12.2007
|
