Tengo un sistema mágico con reglas físicas muy específicas (de ahí que la pregunta esté basada en la ciencia ), pero necesito ayuda para resolver un escenario específico. También siéntase libre de sugerir una mejor terminología donde pueda mejorar; explicar este sistema siempre me ha dado dificultades.
Reglas de juego
Funciona así: una bruja puede hacer que la fuerza normal se aplique sin contacto físico. Por ejemplo, imagina que eres un malhechor que se acerca a una bruja que quieres asesinar. Si está dentro de un edificio, entonces puede tomar la pared detrás de ella y manifestar su presencia física frente a tu nariz. Tropezarás con lo que te parece una roca sólida y probablemente te rompas la cara.
Y una bruja también puede ir a la ofensiva. Necesita dar un ligero salto y luego, cuando está a punto de aterrizar, proyecta su propio cuerpo justo encima de tu cabeza. Si no lo anticipó, entonces el impacto repentino de la masa de un cuerpo humano en su cabeza puede romperle el cuello. Hay usos más sofisticados de esta fuerza; una bruja habilidosa en combate activo parecerá estar haciendo parkour en el aire mientras que las personas a su alrededor son pateadas sin siquiera entrar en contacto físico, al menos no de una manera que puedas percibir con tus ojos.
Otros aspectos y limitaciones:
Déjame saber si esto tiene sentido hasta ahora.
Vuelo
Ahora, el caso de uso específico que quiero averiguar es el vuelo. Una de las cosas que puede hacer una bruja es caminar aparentemente en el aire, al caminar en el piso de abajo, que proyecta más arriba, justo debajo de sus pies. De esa manera puede crear escaleras en cualquier lugar.
Pero también puede cambiar la escala de las proyecciones. La cirugía se hace mucho más fácil al proyectar una versión ampliada del cuerpo de la paciente, cubriendo la proyección con un poco de arena para que pueda verla y luego manipulando el cuerpo agrandado con sus propias manos, lo que permite una alta precisión.
Y eso permite una forma de vuelo mucho más fresca. Una bruja puede caminar sobre el mismo aire; si proyecta una enorme superficie de aire bajo sus pies. Debe ser una superficie lo suficientemente grande como para que pueda pisar el aire, empujarse y dar otro paso con el otro pie antes de que el primer pie se hunda demasiado.
Y debido a que esta proyección es perfectamente uniforme (es una reunión artificial de aire a lo largo de un plano perfectamente plano y ligeramente inclinado), no tiene fricción. Una vez que alcanza la altitud de crucero (básicamente lo suficientemente alta como para no chocar con los edificios), una bruja puede acostarse y deslizarse en el aire proyectado y atravesar el cielo a la velocidad de un halcón. Solo ocasionalmente necesita levantarse y ganar más altura; incluso las brujas más hábiles pueden usar el viento (proyectado) para eso y básicamente despegar sin gastar energía.
¿Qué tan grande es la escalera al cielo?
El proceso paso a paso es el caso de uso específico que necesito resolver. La pregunta es: en términos de superficie horizontal, ¿cuánto aire se necesita para caminar, particularmente para levantarse? Piense en ello como la bruja con sandalias enormes, perfectamente rígidas e ingrávidas, de un área tal que puede pisar el aire de la misma manera que puede caminar sobre la nieve con raquetas de nieve .
Quiero resolver esta cifra porque me permitirá poner un límite superior en el tamaño de las proyecciones y los objetos de origen. Una fórmula con un peso arbitrario como entrada sería muy útil, ya que también estoy considerando que las brujas construyen "barcos" para volar en el aire proyectado sin fricción, y luego necesitaría saber el área de superficie requerida para sostener el bote también.
Pregunta fascinante! Tu esquema mágico parece tener mucho sentido para mí.
Entonces, la bruja está ejerciendo una fuerza de 700 N (¿alrededor de 70 kg parece razonable? Nunca le he preguntado a una bruja su peso, parece terriblemente descortés) en el aire, y necesitamos averiguar qué área de 'raqueta de nieve' resistiría esa fuerza durante el tiempo suficiente para que pueda subir sobre él; siempre se caerá, pero necesita raquetas de nieve lo suficientemente grandes como para que la caída sea muy lenta.
Cuando decimos 'muy lento', si se detiene, estará acelerando constantemente bajo la gravedad: no hay forma de que alguien pueda flotar parado en una plataforma (plana, sin peso), sin importar cuán grande sea. Ahora puedo subir escaleras a unos 0,4 m/s. Si la bruja pusiera el mismo esfuerzo, se sentiría como subir escaleras, o en una de esas máquinas paso a paso en el gimnasio.
Ahora usando la ecuación de arrastre ( https://en.wikipedia.org/wiki/Drag_equation ), con una densidad de aire de 1.2 e imaginando las raquetas de nieve como un disco delgado que les daría un coeficiente de arrastre ( https://www.engineeringtoolbox. com/drag-coficient-d_627.html ) de aproximadamente 1.1 da:
que es una raqueta de nieve de aproximadamente 92m de diámetro ( )
Si tu bruja de 70 kg estuviera preparada para gastar el esfuerzo de alguien que sube las escaleras corriendo a (2 m/s), podría volar en el nivel con solo raquetas de nieve de 18 m.
Si fuera súper poderosa en las proyecciones, podría volar nivelada usando niveles de energía de rampa para sillas de ruedas (pendiente 1 en 12, digamos 0.0833 m / s) en raquetas de nieve que tenían 440 m de ancho.
Por supuesto, se necesitaría más energía para acelerar en el aire en primer lugar, y recuerde que la escalera siempre será como escalar arena que se hunde.
Espero que tenga sentido...
Tu sistema mágico suena como si tu bruja de alguna manera pudiera soplar una gran cantidad de aire en una dirección determinada para ejercer una fuerza.
Creo que podemos modelarlo con la ecuación de la fuerza de arrastre.
Para sostener el cuerpo de una bruja en una caminata, necesitarías equiparar su peso en la superficie de sus pies.
Suponiendo que el área de los pies de una bruja es y su peso es de 700 N, se necesitaría una presión dinámica del orden de
Tenga en cuenta que esto supone que la bruja está de pie. Si la posición cambia, es decir, se acuesta boca abajo, esa presión sería dañina. Por el contrario, pasar de tumbado a de pie requeriría un ajuste para evitar caídas.
Si calculamos la presión dinámica como podemos obtener una estimación de la cantidad de aire necesaria por segundo, ya que el volumen de aire contenido en la superficie de la huella multiplicado por la velocidad del aire.
Esta es una pregunta bastante compleja. Las placas que sugieres, al ser infinitamente delgadas, serían infinitamente livianas, por lo que ejercer cualquier fuerza sobre ellas las enviaría a la velocidad de la luz. En este caso, solo tienes aire para mantenerlos en su lugar mientras los pisas.
La cantidad de aire que necesita depende de la velocidad a la que quiera ir, como me meteré.
En general, supongo que necesita al menos el mismo peso de aire que el peso que está ejerciendo con su paso. Cada pie cúbico de aire pesa alrededor de 0,0807 libras. Entonces, para una bruja de 100 lb, necesitarías 1,239 pies cúbicos de aire y más para saltar. Pero el aire es un gas, así que si lo presionas, se comprimirá/se moverá...
Si la bruja puede hacer una caja de aire, eso podría funcionar, para que el aire no pueda escapar. Dado que la caja no tiene peso, no causaría que el aire cayera, bajo el peso de la bruja se agregó. Por supuesto, no importa cuánto aire use, hará que acelere hacia abajo, hasta que alcance una altitud en la que tenga una flotabilidad neutra o positiva a pesar de su peso.
En realidad, con una caja lo suficientemente grande, básicamente podrías hacer el equivalente a un globo. Pero el problema con eso es que el aire no es más liviano que el aire, por lo que cualquier peso adicional y se hunde. Si pudieras capturar gases específicos del aire, sería diferente.
Con un globo de aire lo suficientemente grande, aún puedes tener un momento para saltar de uno a otro, el globo se hunde cuando saltas de él.
Entonces, cuando saltes, se moverá a la misma velocidad que tú, por lo que la mitad de tu energía estaría moviendo la caja. Sin embargo, tiene mucha más resistencia al ser una caja gigante, por lo que obtendrías más de la mitad de tu velocidad/energía saltando de estas cosas.
Una caja más grande significaría que se dedica más energía a tu carrera, pero nunca puedes obtener el 100%, por lo que solo depende de qué tan rápido quieras subir esta escalera y cuánto aire quieras.
Esta sería una escalada bastante agotadora, ya que subir escalones ordinarios ya es un gran ejercicio, pero podrías hacerlo.
Espero que esto haya sido útil.
VLAZ
KeizerHarm
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KeizerHarm