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He estado tratando de averiguar qué tipos de suelo permitirían que los mechs que tienen al menos aproximadamente la misma masa que el Gigante de Hierro se paren, caminen y corran sin que los mechs se hundan en dicho suelo, ya sea terreno hecho de granito sólido, hormigón, acero sólido o incluso algo completamente diferente (aunque preferiría que fuera una sustancia física sólida en lugar de algo como, digamos, un campo de fuerza).
Habiendo dicho eso, en el mundo de la historia en el que estoy trabajando, quiero que haya instancias de mechs caminando sobre la tierra normal, así que, una vez que descubra qué materiales podrían soportar los mechs de The Iron Giant's Mass, me gustaría Me gustaría ver cuánta suciedad puedo poner encima de esos materiales antes de que los mechs comiencen a hundirse en la tierra nuevamente.
Actualizaciones basadas en respuestas/comentarios que he recibido:
Lo que necesito hacer para resolver esto es encontrar el peso de mi mecanismo sobre la superficie de los pies en contacto con el suelo, y luego buscar cuál es la resistencia a la compresión para diferentes materiales; si la resistencia a la compresión puede soportar el peso que el mecanismo pone en el suelo sobre la superficie de los pies, entonces estoy bien. Sin embargo, para resolver esto, necesito saber cuánto pesaría un robot del tamaño del Gigante de Hierro. En cuanto al mismo Gigante de Hierro, probablemente tendría que estar hecho de algún material alienígena súper liviano que, de lo contrario, se comporte de manera similar al hierro o al acero, porque puede caminar sobre la tierra sin problemas. Para los propósitos de mi investigación, estoy dispuesto a comenzar tratando el peso de los mechs como si estos mechs estuvieran completamente hechos de acero del mundo real de la tierra, y también me gustaría asumir que, a diferencia del Gigante de Hierro, la parte superior de las piernas de estos robots tiene el mismo grosor que la parte inferior de sus piernas y la parte superior de los brazos de los robots tiene el mismo grosor que sus antebrazos. Dados estos parámetros, ¿cómo haría para calcular cuánto pesarían estos mecanismos? Además, sería de gran ayuda si alguien supiera el tamaño del área de las plantas de los pies del Gigante de Hierro o, al menos, pudiera indicarme la dirección de un sitio web o aplicación que me permita poner reglas digitales precisas en fotos digitales para poder medir los objetos en esas fotos, para ayudarme a calcular el área de la superficie de las plantas de los pies yo mismo. ¿Cómo haría para calcular cuánto pesarían estos mechs? Además, sería de gran ayuda si alguien supiera el tamaño del área de las plantas de los pies del Gigante de Hierro o, al menos, pudiera indicarme la dirección de un sitio web o aplicación que me permita poner reglas digitales precisas en fotos digitales para poder medir los objetos en esas fotos, para ayudarme a calcular el área de la superficie de las plantas de los pies yo mismo. ¿Cómo haría para calcular cuánto pesarían estos mechs? Además, sería de gran ayuda si alguien supiera el tamaño del área de las plantas de los pies del Gigante de Hierro o, al menos, pudiera indicarme la dirección de un sitio web o aplicación que me permita poner reglas digitales precisas en fotos digitales para poder medir los objetos en esas fotos, para ayudarme a calcular el área de la superficie de las plantas de los pies yo mismo.
Además, en términos de cuánto pesan los mechs, me han informado que los Gundams parecen estar en el rango de 60 a 80 toneladas métricas, los mechas de Macross parecen tener alrededor de 15 toneladas métricas y los mechs de Mechwarrior oscilan entre 20 y 100 toneladas métricas. Así que ahora, tengo un punto de referencia de cuánto podría pesar un mecanismo de 50 pies de alto (aunque todavía estoy interesado en la posibilidad de ejecutar los cálculos de peso antes mencionados que he enumerado anteriormente). (Nuevamente, si alguien conoce las áreas de superficie de las plantas de los pies de esos mechs, o tiene una manera de ayudarme a calcularlas yo mismo, esa información también sería muy apreciada. 👍)
Otras notas:
Eso dependerá de las dimensiones exactas de los pies del mecanismo y de su peso total, pero una vez que los haya decidido, puede usar la siguiente tabla para determinar los sustratos aceptables.
Suelo arcilloso: 95 kPa
Mezcla de arena o grava arena: 144 kPa
Grava: 239 kPa
Roca sedimentaria (ej. arenisca): 287 kPa
Roca madre cristalina (por ejemplo, granito): 574 kPa
Suponiendo que el robot se escala linealmente desde el humano en aproximadamente un factor de 10 (para el ejemplo del gigante de hierro de 50 pies de altura), el área de los pies sería de aproximadamente 3,8 metros cuadrados. Para un peso de rango medio (70 toneladas métricas), tendría una presión sobre el suelo de aproximadamente 170 kPa parado. Eso es comparable a un neumático de automóvil típico, y aproximadamente 3 veces la presión sobre el suelo ejercida por un humano, o 2 veces la presión sobre el suelo ejercida por un tanque moderno. Como tal, un mecanismo podría permanecer quieto sobre un sustrato tan firme o más firme que la grava, o un camino preparado, pero se hundiría en el barro o la arcilla. Sin embargo, al caminar (por no hablar de correr), cada pie tendrá que soportar el peso del mecanismo por sí solo al dar un paso. Ignorando las cargas dinámicas, el mecanismo ejercería el doble de la presión sobre el suelo, o alrededor de 340 kPa brevemente durante cada paso.
Sin embargo, con esta línea de base, podría volver a calcular el tamaño de los pies necesarios para soportar la carga. Si quisiera poder caminar sobre suelo arcilloso (muy lentamente manteniendo las cargas dinámicas lo más bajas posible), necesitaría reducir la presión en un factor de aproximadamente 3,6. Esto significaría hacer que los pies fueran un 90% más largos y anchos de lo que sería proporcional para un ser humano.
Lo que debe tener en cuenta es que cuando el mecanismo camina o corre, habrá cargas dinámicas además de las cargas estáticas. Cada vez que da un paso, necesita acelerar su masa hacia arriba durante la parte inicial de la zancada, luego detener su movimiento hacia abajo cuando coloca el siguiente pie frente al otro. Es difícil encontrar buenos datos para esto. Lo mejor que he encontrado pone la aceleración vertical máxima durante cada paso en 1,5 g para un ser humano normal. Para el ejemplo del mecanismo anterior (antes de corregir el tamaño del pie), eso daría como resultado una presión máxima sobre el suelo de 510 kPa, solo para caminar. En otro estudio, la aceleración vertical de un corredor en una cinta rodante osciló entre 2,2 g a 12 km/h y 2,7 g a 18 km/h. Eso le daría una presión máxima de 748kPa a 918kPa para un movimiento equivalente en el mecanismo de ejemplo. Dejaría huellas en el lecho de roca sólida, suponiendo que las piernas y los pies pudieran soportar la carga. Para poder correr sobre suelo arcilloso, los pies tendrían que ser más de 3 veces más largos y anchos que los pies humanos proporcionales. Tenga en cuenta también que incluso el ritmo de carrera más rápido mencionado anteriormente no sería competitivo en un maratón, y mucho menos en un sprint muerto. Si quieres que tu robot se mueva realmente como un humano, los pies deberán ser aún más grandes.
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