¿Qué tan fuerte sería realmente John Carter en Marte?

La respuesta fácil es que los músculos y esqueletos humanos están diseñados para manejar una cantidad determinada de peso , no de masa. Eso significa que (en promedio) un ser humano en Marte puede levantar 3 veces más masa que la que podría levantar en la Tierra. Esto se debe a que la gravedad en la superficie de Marte es aproximadamente un tercio de la de la Tierra, por lo tanto, todo pesa 3 veces menos. También sabemos por investigaciones sobre astronautas que la densidad ósea y la masa muscular en los humanos disminuyen cuando no están en el campo gravitatorio de la Tierra, por lo que esperaríamos que los humanos 'marcianos' tengan menos fuerza que los humanos de la 'Tierra'. No se puede saber cuánto sin una investigación extensa, pero es la razón principal por la que cualquier viaje tripulado a Marte requeriría un régimen de ejercicio físico.

Dicho esto, limitaré el resto de esta respuesta a los humanos de la 'Tierra' en Marte, quienes ya he dicho que deberían poder levantar 3 veces la masa en Marte.

Pero...

Marte no admite vida. Entonces, eso significa que en lugar de usar hasta 5 kg de ropa, es probable que una persona use más de 15 kg de traje ambiental. Probablemente más. Eso impedirá su movimiento y flexibilidad, lo que significa que algunos músculos simplemente no se pueden usar para levantar ciertos elementos. El diseño del traje ambiental sería fundamental para saber cuánto efecto podría tener, pero los grupos musculares más grandes del cuerpo son el glúteo mayor (glúteos), los isquiotibiales y los cuádriceps; los usamos mucho más de lo que uno se da cuenta en la vida cotidiana, especialmente si lo está haciendo correctamente y las articulaciones en un traje ambiental tendrían que ser bastante flexibles para permitirle usarlos correctamente.

Incluso al levantar cosas, es menos probable que uses los músculos de los brazos como los bíceps en comparación con los músculos pectorales del pecho. ¿Qué tan flexible es la placa del pecho en la mayoría de los trajes espaciales? Yo tampoco lo sé, pero supongo que no mucho.

Pero...

Supongamos que una persona PUEDE respirar en la atmósfera más ligera de Marte. Claro, te deshaces del traje ambiental y los impedimentos de flexibilidad, pero la falta de oxígeno a niveles de presión va a causar diferentes problemas.

Hay una buena razón por la que muchos corredores de larga distancia provienen de países de gran altitud en África; altitudes más altas significan niveles de oxígeno más bajos. Eso significa que cuando bajan al nivel del mar, les resulta más fácil oxigenar sus músculos a través de la respiración regular y conduce a una liberación de energía sostenida más larga y mejor por parte de los músculos con el tiempo.

En Marte, digamos que la presión no te mata y puedes obtener suficiente oxígeno para vivir, no sería suficiente para realizar una actividad física sostenida también. Entonces, es posible que puedas lanzar una pelota de béisbol 3 veces la distancia que podrías en la Tierra, pero no podrás hacerlo 100 veces seguidas.

Pero...

Hablando de lanzar, esta es una de esas áreas que en realidad son BUENAS noticias. Debido a que la atmósfera es tan delgada, hay menos resistencia al viento en cualquier artículo que arrojes. Esto significa que incluso si no pudieras hacerlo una y otra vez, en tu primer lanzamiento probablemente podrías lanzar algo muchas veces más de 3x la distancia de la Tierra. La presión atmosférica de Marte es aproximadamente el 0,6% de la presión a nivel del mar en la Tierra, lo que significa que una pelota casi no tendría resistencia en comparación con un lanzamiento desde la Tierra. Pero, artículos como aviones de papel y jabalinas no obtendrían la misma bonificación porque ya están diseñados para ser lo más aerodinámicos posible. Todavía obtendría más de 3 veces la distancia en el Javelin, pero probablemente obtendría MENOS en el avión de papel porque no habría viento debajo de las alas para hablar de tratar de preservar la dirección (hay '

Asi que...

O está usando un traje espacial que limita su flexibilidad, en cuyo caso sería difícil usar sus músculos de la misma manera (pero probablemente aún podría levantar más que en la Tierra), o

No estás usando un traje espacial, pero la atmósfera es tal que tal vez tengas la oportunidad de levantar o lanzar algunas cosas antes de que se te acabe la bocanada (pero probablemente levantarías o arrojarías esas pocas cosas más lejos que en Tierra).

De cualquier manera, los ganadores son los lanzadores (béisbol), los lanzadores (cricket) y los lanzadores de peso (atletismo). Los lanzadores de jabalina, los arqueros y otros no obtienen mucho, y los levantadores de pesas están en problemas de cualquier manera.

Pero (y este es mi último)...

Todas las apuestas están canceladas si estás DENTRO de un entorno de atmósfera controlada sin usar un traje espacial. En teoría, podría levantar 3 veces la masa, O mover la misma cantidad de masa 3 veces más rápido, O alguna combinación de los mismos. Todo esto dependería de la cantidad de energía que sus músculos puedan liberar y con qué rapidez. Los lanzadores de pelota pierden la ventaja de la ausencia de resistencia del viento en este caso, y la ventaja vuelve a los levantadores de pesas y lanzadores de jabalina.

Esta es una segunda respuesta, porque es la misma que la primera, solo que diferente.

El video de los hombres que aterrizaron en la luna muestra lo que algunos podrían pensar que es una contradicción.

Se mueven MÁS LENTO en una gravedad mucho más baja. ¿No deberían poder moverse MÁS RÁPIDO, si pesaran menos? Deberían poder simplemente deslizarse.

Pero aquí está la explicación.

La fuerza es igual a la masa por la aceleración.

Entonces, si una persona se levanta de estar sentada, digamos en medio segundo, en la tierra, el músculo humano aplica una fuerza específica durante un tiempo determinado para lograr la aceleración adecuada. Si se aplica más fuerza, hay más aceleración y la persona se levanta más rápido. Si se aplica menos fuerza, hay menos aceleración. La persona se levanta más despacio.

Si la persona ahora quiere levantarse de estar sentada en el mismo marco de tiempo en la luna, se debe aplicar exactamente la misma fuerza durante exactamente el mismo tiempo, para lograr la misma aceleración. Misma masa en la luna que en la tierra. Pero aquí está el problema. La persona quiere DEJAR de ponerse de pie. La parada se realiza por gravedad. En la tierra, la fuerza de detención es mucho mayor que en la luna. De hecho, en la luna, la persona se 'detendría' quizás a cinco metros en el aire. No es exactamente lo que se pretendía.

Entonces, para simplemente ponerse de pie, no saltar, se debe aplicar mucha menos fuerza. Pero la masa es la misma, por lo que la aceleración es menor. Si la aceleración es menor, se tarda más en completar el movimiento.

Caminar es lo mismo. Si quieres caminar a la misma velocidad en la luna que en la tierra, tienes que acelerar por igual. Como la masa es la misma, tienes que aplicar la misma fuerza. Pero la gravedad no te está empujando hacia abajo en la luna al mismo ritmo que en la tierra. No vuelves a bajar en el mismo marco de tiempo. Ese primer paso en la luna es muy largo. Si quieres recorrer la misma distancia en el primer paso, como lo haces en la tierra, tienes que aplicar menos fuerza, por lo que no aceleras tanto, ni alcanzas la misma velocidad. Tienes que caminar muy despacio. Necesitas mantener la aceleración baja. De lo contrario, seguirás sobrepasando tu marca.

Si desea mover una caja partiendo del reposo con una aceleración constante una distancia de cinco metros en exactamente un minuto, debe acelerarla en una cantidad específica para alcanzar la velocidad correcta en el tiempo correcto. Cualquier menor o mayor la aceleración, y el tiempo es diferente. Para obtener esa aceleración específica, necesitas una fuerza específica. No importa si esto es en la Tierra o en Marte. Ahora, sin embargo, es posible que desee DETENERLO. La inercia dice que va a seguir adelante. En la Tierra, puede contar con la gravedad y la fricción para reducir la velocidad. En Marte, la gravedad y, por lo tanto, la fricción son tres veces menores. A fin de cuentas, irá tres veces más lejos. Tú, no la fricción y la gravedad, necesitas detenerlo. Piense en detener su automóvil en el resplandor del hielo.

Si quieres lanzar una pelota a una velocidad específica, debes darle una cierta aceleración. Si lo está haciendo manualmente, tiene poco tiempo (mientras está en su mano) para impartir esa velocidad. Debe darle suficiente delta v, aceleración, en un momento dado. La misma fuerza en la Tierra que en Marte, para hacer que una pelota específica vaya a una velocidad específica en un tiempo específico. Pero en Marte, debido a la gravedad, la misma bola que viaja a la misma velocidad irá tres veces más lejos. Para llevar la pelota a la misma distancia que en la tierra, la lanzas a un tercio de la velocidad. Aplicas un tercio de la fuerza. Tu brazo se mueve un tercio de la velocidad. Las cosas van lentas.

Entonces, en Marte, si desea realizar exactamente el mismo procedimiento a través de una distancia determinada que en la Tierra, debe hacerlo tres veces más lento y aplicar un tercio de la fuerza.

Si haces las cosas en el mismo marco de tiempo (misma aceleración) que en la Tierra, necesitas aplicar exactamente la misma fuerza que aplicas en la Tierra. La masa es la misma, la aceleración es la misma, el tiempo es el mismo, entonces la fuerza es la misma. Pero las restricciones gravitatorias sobre cosas tales como la altura del proyectil, la distancia, la fricción son tres veces menores, y terminas con tres veces el efecto.

Entonces, si John Carter quiere ir a la misma velocidad en el mismo tiempo que en la Tierra, se necesita el mismo esfuerzo para acelerar y desacelerar. Sin embargo, el efecto equivalente es quizás tres veces mayor. Si John Carter quiere realizar las acciones equivalentes con los efectos y resultados equivalentes a los de la tierra, irá tres veces más lento y usará un tercio del esfuerzo.

Sin embargo, un área en la que esto no será un factor es en la natación. La natación es independiente de la gravedad. Se trata de mover una masa dada (tanto nadador como agua) una distancia dada a una velocidad dada. Se necesitará exactamente la misma cantidad de fuerza para nadar la misma distancia a la misma velocidad en Marte que en la Tierra. Si John Carter es nadador, necesitará el mismo físico que un nadador terrestre.

Ese visitante terrenal de Marte pensará que los marcianos se están moviendo muy, muy lentamente.

Fuerza es igual a masa por aceleración, no PESO por aceleración.

Se necesita la misma fuerza para acelerar un cuerpo humano de cero a 100 en Marte que en la Tierra.

Esta fuerza es suministrada por los músculos.

Así que estás usando la misma cantidad de 'músculo' para pasar de estar parado a correr en Marte que en la Tierra.

Una vez que LLEGAS a esa velocidad, se necesita menos músculo para seguir a esa velocidad.

Lo mismo con el levantamiento de pesas.

Puedes sostener un peso quieto, sobre tu cabeza, con menos esfuerzo, en Marte que en la Tierra, pero LLEGAR allí, con la misma aceleración, requiere el mismo esfuerzo.

La inercia es la misma, para el mismo objeto, en Marte que en la Tierra.

Entonces, para saltar, se necesita la misma energía muscular para alcanzar cierta velocidad, pero una vez que alcances esa velocidad, saltarás más alto.

Para patear una pelota a cierta velocidad, se necesita la misma cantidad de energía muscular para lograr esa velocidad, pero irá más allá.

Entonces, suponiendo que estos humanos corran, salten, levanten cosas y, en general, se muevan de la misma manera que lo hacen en la tierra, sus músculos tendrán que ser igual de fuertes.