Skråt afsæt
Hvad nu hvis personen sætter af skråt fremad? Så bør det være muligt at overvinde luftmodstanden (så frem at luftmodstanden ikke er større end den kraft du kan bruge til at springe fremad og stadig nå over på den anden bil)?
Ugens ekspertspørgsmål: Kan man springe fra den ene bil til den anden i høj fart?
Bo Gleerup har et væddemål, han gerne vil have afgjort:
Jeg har et væddemål kørende med to piger, jeg så en film med.
I filmen springer en pige fra en vogn i høj fart til en anden vogn i samme fart. Vognene kører på parallelle spor og der er ca halvanden meter mellem dem.
Pigerne mener at det ikke lade sig gøre, da pigen (altså hende i filmen) taber al fart i samme øjeblik, hun letter fra den vogn, hun sætter af fra.
Jeg mener, at når hun ikke springer længere, kan det godt lade sig gøre, da hun jo også bevæger sig med samme fart som vognene. Hun vil måske lande en smule længere tilbage på vogn 2, men ellers er det ikke noget problem.
Professor på Niels Bohr Instituttet, Benny Lautrup, svarer:
Svaret er som altid en smule mere kompliceret end de to muligheder, der angives i spørgsmålet. Lad mig starte med inertiens lov, som går tilbage til Galilei: Et legeme, der ikke påvirkes af en samlet ydre kraft, vil ligge stille eller bevæge sig med konstant fart i en konstant retning. Jeg ser her bort de kvababbelser, den moderne fysik har med denne lov for at give den en præcis mening.
Først ser vi på en person, der står stille på toppen af en bil, som kører med jævn fart langs en ret linie på et horisontalt underlag. I lodret retning er der to ydre kræfter, som påvirker personen: tyngdekraften (personens vægt) som peger ned mod bilens tag, og normalreaktionen fra bilens tag.
I vandret retning (langs bilens bevægelse) er der også to ydre kræfter: luftmodstanden og tangentialreaktionen (gnidningskraften) fra bilens tag. Da personen er i hvile i forhold til bilen, og derfor bevæger sig med konstant hastighed, fortæller inertiens lov os, at normalreaktionen balancerer tyngdekraften, og tangentialreaktionen luftmodstanden.
Hvis personen hopper, bortfalder tagets reaktion, og personen vil nu være under indflydelse af to ubalancerede ydre kræfter. Tyngdekraften, som trækker ham tilbage mod taget, og luftmodstanden, som presser ham bagud i forhold til bilens retning.
Hvis hoppet foregår sidelæns mellem to biler, som beskrevet i spørgsmålet, vil personen også påvirkes af sideværts luftmodstand, som jeg dog vil se bort fra på grund af den lave sidelæns hastighed.
Resultatet af hoppet afhænger nu af bilernes afstand og hastighed.
Hvis afstanden er lille, og hastigheden ikke for stor, vil luftmodstanden ikke påvirke personen synderligt, og han/hun kan uden problemer lande på den anden bils tag. Hvis afstanden eller hastigheden derimod er for stor, kan luftmodstanden drive personen så langt tilbage, at personen lander bag den anden bil. Det er ikke særlig svært at anslå de faktiske grænser for afstand og hastighed, men jeg skal afholde mig fra det.
Så svaret er, at Bo har ret i sin betragtning, forudsat afstanden og hastigheden ikke er for store. Pigerne tager fejl, når de mener, at personen taber al fart i samme øjeblik, hun letter fra bilens tag. I første øjeblik bibeholder personen faktisk bilens fart, men hvis den er meget høj, vil luftmodstanden hurtigt feje hende bagud, så springet forfejles.
Bo Gleerup vinder to billetter til Experimentarium for sit spørgsmål.
Er du rigtig klog? Nu kan du udfordre dine venner med ekspert-spørgsmål fra Scientariet i Ingeniørens nye Facebook-quiz "Så ka' du lære det!". Klik her for at deltage i quizzen og teste dine venner.
Spørg Scientariet er redigeret af Julian Henlov, juh@ing.dk.
Spørg Scientariet
Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til Scientariet.
Læs også
Re: Skråt afsæt
Hvad nu hvis personen sætter af skråt fremad? Så bør det være muligt at overvinde luftmodstanden (så frem at luftmodstanden ikke er større end den kraft du kan bruge til at springe fremad og stadig nå over på den anden bil)?
Det må snare være sådan at hun hopper fra en bil som køre hurtigere end den hun hopper fra. Eller at den bil som hun lander på køre ind under hende imens hun er i luften.
Ellers smart
"Pigerne mener at det ikke lade sig gøre, da pigen (altså hende i filmen) taber al fart i samme øjeblik, hun letter fra den vogn, hun sætter af fra. "
Det ville ellers være smart. Busser ville komme en del hurtigere igennem trafikken, hvis de kun skulle standse for at samle mennesker op. Eller hvis man bare kunne hoppe af inden et fly forsøgte en nødvanding.
Re: Ellers smart
Skal der ikke snart besvares spørgsmål på et højere niveau? Et spørgsmål som dette ligner ren reklame for ing.dk. Alle mennesker kan, hvis de bruger 2 minutter, let finde ud af svaret på dette spørsmål. Det skal man ikke være uddannet ing. for.
Sune Rendal
Abonnent
Det minder mig om...
Jeg var engang ude at køre bil med en tidligere kæreste. Hun havde lige fået kørekort, og måske var det hendes manglende erfaring der var skyld i at hun ikke forstod mine simple forklaringer om Newton love.
Jeg prøvede at forklare hende at det kun var mens hun accelererede vi blev presset tilbage i sædet af bilen. Hun påstod derimod hårdnakket at man altid blev presset tilbage når bilen bare havde nok fart på. Selv da jeg forklarede at det jo ville umuliggøre at stå oprejst i en flyver troede hun ikke på mig. Det kunne være godt om "Scientariet" som en slags øverste myndighed kunne have overbevist hende dengang.
Re: Det minder mig om...
Skal der ikke snart besvares spørgsmål på et højere niveau?
Ved ikke om det er reklame. I så fald er det vist for at skifte hele læserskaren (hvis det da ikke allerede er sket?).
Det undrer mig egentlig også at man på redaktionen overhovedet vælger at ulejlige en professor i fysik med spørgsmålet, og nu jeg er i gang så undrer det at han vælger at bruge så mange ord på svaret og ikke bare skærer igennem og forklarer at scenariet svarer til to stillestående biler med konstant kraftig blæst forfra.
Jeg tvivler på at de der har behov for hans forklaring også evner at følge den.
uha ja
Der var da godnok brug for en ekspert for at besvare det spørgsmål. Intet mindre end et mysterium
Spm er også besvaret på Videnskab.dk
Galilei?
Ret mig hvis jeg tager fejl, men er der ikke tale om newtons 1. lov, og ikke Galilei?
Re: Det minder mig om...
Til det er der vel kun at sige:
Der er så meget kvinder ikke forstår!
:-D
Man må formode at de to piger som er med i væddemålet, ikke fulgte specielt meget med i fysikundervisningen!
:-)
...inertiens lov, som går tilbage til Galilei:
Mon ikke drejer sig om Newton?
JW
Til Frederik Sørensen
Undskyld,
jeg har overset dit indlæg
JW
Jens Frederik Nyborg
Abonnent
Åh - Hold nu op med alt det elitære
Det er da dejligt at en fysikprofessor vil beskæftige sig med at bruge fysik på at forklare et nærliggende eller ihvertfald forståeligt problem for lægmænd/kvinder.
Jeg har en datter på 10 år og hvis hun skal gøres interesseret i fysikkens relevans så er eksemplet her da langt bedre end fx. hvorvidt Higgs maskiner overhovedet kan startes - fx...
Jens
Re: ...inertiens lov, som går tilbage til Galilei:
Newtons første lov beskriver rigtig nok at medmindre en ekstern kraft påvirker et objekt vil dette stå stille eller bevæge sig med konstant hastighed, men Galileo Galilei formulerede noget lignende - det gjorde andre nu også ifølge wikipedia... (En Kineser - Mozi ca. 470 BCE–ca. 390 BCE)
men Professor Benny Lautrup, har nu ret i at det kan ledes tilbage til Galileo - og har egentlig mere tiltro til prof end wiki...
http://en.wikipedia.org/wiki/Inertia
i øvrigt - svært spørgsmål at svare på, når man har konstateret at de ikke umiddelbart mister al hastighed ved hoppet - alt for mange ukendte variable - vindhastighed, Reynolds tal for kvinden der hopper, inertien af hende -uha.
Re: Til Frederik Sørensen
Jo tak, men så skulle du nærmere bede ing.dk om at oprette et børneforum du kan bede hende kigge på.
Eller skal der også være indlæg på børnesprog i folketinget for at "lave" politikere? Nej man må skille tingene ad ellers bliver det for bedt.
Hurtigere endnu
Så vidt jeg husker bevæger jorden sig med 30 km/s rundt om solen.
Jeg har lige prøvet at stige fra min egen bil over i hustruens ude i garagen for at se om jeg tabte farten. Det gjorde jeg ikke så eksperten har ret.
Mere præcist svar
Er jeg den eneste der synes at svaret mangler nogle detaljer... Svaret "at Bo har ret i sin betragtning, forudsat afstanden og hastigheden ikke er for store" forkommer mig en anelse letkøbt. Jeg havde forestillet mig en worst case og best case beregning, hvor der bliver regnet på hvor meget vinden trækker i hhv. en mand på 60 kg (Jackie Chan?) der springer fra en bil der kører 200 km/t i strid modvind, og en mand på 100 kg (Arnold Schwarzenegger?) der springer fra en bil der kører mageligt afsted med 40 km/t i medvind.
Jeg kiggede lidt i bogen: "The Physics of Sport" (http://books.google.dk/books?id=CPosYIEgag...)
Her kan man se at en længdespringer på 75 kg mister 1.539 meter hvis han springer i en modvind på 8 m/s. Hvis Jackie Chan springer fra den ene bil til den anden i en kraftig storm på 32 m/s vil den relative vindhastighed være 87.56 m/s... Jeg har ikke tid til at gennemføre beregningen, og det er heller ikke min opgave, men jeg gætter på at Jackie rammer ved siden af.
Er det bare mig hvor Mustangen...
var grunden til jeg klikkede på dette, ret dumme, spørgsmål. Utroligt at der kom så langt et svar.
Re: Er det bare mig hvor Mustangen...
Til Henrik Carlsen
En dansk kvinde som springer af en Lastbil i fart, ud ad venstre dør . . .
Da hun formodes være vant til stige ud ad en bils højre fordør . . . hvor store chancer har hun for at overleve ____ Faldteknisk set?
Vær nu lidt positiv
En tåbe kan spørge om mere end 10 vise kan svare på.
I dette tilfælde er vi så heldige at ét barn kunne spørge om noget som en vis og ti tåber kunne svare på :-)
Hvis nogen vil vide hvor stor vindmodstand man skal overvinde ved høje hastigheder så rul vinduet ned på motorvejen og hold hånden ud.
Det er et pænt kraftigt tryk skulle jeg hilse og sige.
Kommentarer (19)