สร้าง speedster ที่สมจริง
หลังจากคำถามเกี่ยวกับการป้องกันสปีดสเตอร์ในตอนแรกของฉันฉันได้ตระหนักว่านักสปีดสปีดนั้นพูดตรงไปตรงมาและเป็นคนโกหกที่สกปรก ใช่ฉันรู้ว่า Flash ทำให้ฟิสิกส์เบลอเพื่อประโยชน์ในการแสดงที่ดี แต่ฉันไม่รู้ว่าพวกเขาละเลยมันมากแค่ไหน หลังจากอ่านเรื่องราวของฉันได้ดีฉันตัดสินใจที่จะใช้งานสร้าง speedster ที่สมจริงมากขึ้นและอาจจะเริ่มต้นใหม่ทั้งหมด
คำถามใหญ่
ปฏิบัติตามกฎฟิสิกส์ทุกข้อที่เรารู้มนุษย์สามารถวิ่งได้เร็วแค่ไหน?
สมมติว่ารถสปีดเตอร์กำลังวิ่งอยู่บนทางหลวงที่ทอดยาวดังนั้นเขาจึงมีแรงฉุดที่ดีและมีพื้นที่ให้วิ่งมากมาย เขาอาจจะใส่แว่นกันลมเพื่อกันลมและรองเท้าดีๆสักคู่ เพื่อให้ฉันได้ความเร็วสูงสุดที่ดีสมมติว่าเขาไม่มีปัญหาในการเร่งความเร็ว แต่ฟิสิกส์กำลังรั้งเขาไว้ ยังถือว่ากระดูกมนุษย์ปกติกายวิภาค ฯลฯ ไม่มีพลังพิเศษในการรักษาหรือกระดูกที่มีความแข็งแรงสูง
คำถามเล็ก ๆ สองสามข้อ (ฉันรู้ว่าฉันควรจะถามแค่ 1 แต่ฉันคิดว่าคำถามเหล่านี้ค่อนข้างใกล้เคียงกับคำถามแรก)
Speedster จะมีหน้าตาเป็นอย่างไร? การวิ่งที่ (ใส่ความเร็วสูงสุดที่นี่) ไม่ใช่เรื่องง่ายดังนั้นเขาต้องผ่านการฝึกซ้อมเพื่อให้แข็งแกร่งขึ้น สิ่งนี้จะส่งผลต่อลักษณะทางกายภาพของเขาอย่างไร?
อุปกรณ์ป้องกัน? อีกครั้งแฟลชสัมผัสกับสิ่งนี้สั้น ๆ เมื่อพวกเขาให้ชุดกันความร้อนแก่เขา ฉันสงสัยว่านักซิ่งคนนี้ (แต่ฉันอาจจะคิดผิด) จะเร็วพอที่จะต้องการชุดพิเศษ แต่อาจจะต้องการแว่นตาและรองเท้าที่ดี อุปกรณ์อื่นใดที่เขาควรสวมเพื่อป้องกันลมแมลงการเสียดสี ฯลฯ ?
คำตอบ
ความร้อนจะเป็นตัวแสดง
แฟลชมีความกังวลเกี่ยวกับความร้อนภายนอกมากพอที่จะต้องใช้ชุดกันความร้อน (อากาศสามารถทำให้เขาร้อนได้เหมือนดาวเคราะห์น้อยที่ลุกไหม้ในชั้นบรรยากาศ) แต่ภัยคุกคามที่ใหญ่กว่าคือความร้อนจากกล้ามเนื้อของเขาเองที่ส่งเขาเข้าสู่ภาวะ hyperthermia
กำลังการผลิตสูงสุด (ปกติ) ของมนุษย์คือ 2,000 วัตต์ขณะวิ่ง (http://large.stanford.edu/courses/2014/ph240/labonta1/)
กล้ามเนื้อของมนุษย์มีประสิทธิภาพ 18-26% ในการเปลี่ยนพลังงานเป็นการเคลื่อนไหว (อีก 75% หลบหนีเป็นความร้อน) https://en.m.wikipedia.org/wiki/Muscle
ดังนั้นในขณะที่วิ่งคุณมีฮีตเตอร์ 1500 วัตต์อยู่ในตัว
อุณหภูมิแกนกลางสูงสุดที่เคยบันทึกไว้ในคนที่รอดชีวิตคือ 115 ℉ (46.1 ℃) คน ๆ นั้นต้องนอนโรงพยาบาล 3 สัปดาห์
ฮีตเตอร์ 1500 วัตต์จะให้ความร้อนกับมนุษย์ 80 กก. ได้ถึง 46.1 ใน 30 นาที
ปริมาณการขับเหงื่อสูงสุดที่เป็นไปได้ใน 30 นาทีคือ 2L แต่การขับเหงื่อจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดหากน้ำสามารถระเหยได้หากคุณเปียกโชกและหยดลงพื้นหรือปลิวไปตามลมมันจะช่วยลดมวลที่ฮีตเตอร์ต้องการ อุ่น. ซึ่งทำให้คุณบันทึกอุณหภูมิได้เร็วขึ้น 1 นาที
สำหรับการวิ่ง (บันทึก 44 กม. / ชม.) เรายังไม่ได้คำนึงถึงความเร็วเหนือมนุษย์ด้วยซ้ำ
ลองจินตนาการถึงปัจจัยอื่น ๆ ทั้งหมดได้รับการดูแลและเรามีตัวละครที่สามารถเอาชนะสถิติความเร็วได้ด้วยจำนวนที่บ้าคลั่ง สมมติว่าทุกสิ่งทุกอย่างได้รับการแก้ไขแล้ว ผู้ชายคนนี้จะสร้างความร้อนได้แค่ไหน?
การเพิ่มความเร็วเป็นสองเท่ามักจะเพิ่มพลังงานที่ต้องการมากกว่าสองเท่าและส่งผลให้ความร้อนมากกว่าสองเท่า แต่สมมติว่าเขามีความสุขกับการประมาณเชิงเส้นเพื่อความเรียบง่าย:
- 90 กม. / ชม. 15 นาทีถึงโรงพยาบาล
- 180 กม. / เขา. 7.5 นาทีถึงโรงพยาบาล
- 360 กม. / ชม. 3.75 นาทีจนกว่าจะได้รับการรักษาในโรงพยาบาล
- 720 กม. / ชม. 1.9 นาทีจนกว่าจะได้รับการรักษาในโรงพยาบาล
- 1440 กม. / ชม. 55 วินาทีก่อนถึงโรงพยาบาล
- 2880 กม. / ชม. 25 วินาทีจนกว่าจะเข้าโรงพยาบาล
คุณจะได้รับภาพ 2880 กม. / ชม. 25 วินาทีคือ 20 กม. จากนั้นจึงมีภาวะ hyperthermic และต้องการการดูแลอย่างเข้มข้น
20 กม. ครอบคลุมใน 25 วินาที (ดังนั้นเครื่องจักร 2.5ish) และเขาต้องใช้เวลา 3 สัปดาห์ในโรงพยาบาล
สิ่งนี้ควรทำให้พลังของเขาอยู่ในระดับต่ำพอที่จะทำให้มันไร้ประโยชน์ แม้แต่การกำหนดอุณหภูมิของเขาที่ 40 (ซึ่งสามารถกู้คืนได้) เขาก็ทำได้ใน 6 วินาทีหรือ 5 กม. และถึงอย่างนั้นเขาก็ใช้เวลาในการต่อสู้กับบอสด้วยเครื่องดื่มเย็น ๆ และผ้าขนหนูเปียกพาดบ่า
แก้ไข (เนื่องจากความคิดเห็น): ใช่ฉันบอกชัดเจนว่าเป็นไปไม่ได้เนื่องจากความร้อนสูงเกินไป ฉันมุ่งเน้นไปที่ขอบเขตบนนี้เท่านั้น มีขอบเขตด้านบนอื่น ๆ ที่อาจกล่าวถึงในคำตอบอื่น ๆ
หากคำจำกัดความของคำว่า "มนุษย์" ของคุณตรงกับที่ใดก็ตามที่ใกล้เคียงกับบรรทัดฐานปัจจุบันสำหรับรูปแบบทางกายภาพของมนุษย์เช่นอัตราส่วนระหว่างขาต่อร่างกายประมาณ 4: 3 และรูปร่างไม่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงกฎของฟิสิกส์ก็จะค่อนข้างสวย ปัจจัย จำกัด ที่เข้มงวด
แน่นอนว่าความเร็วสูงสุดในการวิ่งของมนุษย์ในปัจจุบันเป็นสถิติที่ Usain Bolt กำหนดไว้ในการวิ่งระยะ 100 ม. และ 200 ม. ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เขาโอเวอร์คล็อกเกิน 23.3+ ไมล์ต่อชั่วโมง เขาและเพื่อนร่วมทีมทำความเร็วเฉลี่ยได้สูงขึ้นในการวิ่งผลัด 4x100 ม. เนื่องจากนักวิ่งทั้งหมด แต่ขา 100 ม. เริ่มต้นเคลื่อนที่ไปแล้วเมื่อส่งมอบทำให้พวกเขาอยู่ที่ประมาณ 24.3 ไมล์ต่อชั่วโมงโดยรวม ถ้าเราเอาขาข้างใน 100 ม. ออกมาผมก็นึกว่าเราจะได้ความเร็วสูงสุดประมาณ 25 ไมล์ต่อชั่วโมง ในช่วง 100 เมตรสุดท้ายของสถิติแมนเชสเตอร์ 150 เมตรในปี 2552 ความเร็วเฉลี่ยของเขาอยู่ที่ประมาณ 25.7 ไมล์ต่อชั่วโมง เรื่องสนุก: เห็นได้ชัดว่าเร็วกว่านักวิ่งบนถนนประมาณ 8 ไมล์ต่อชั่วโมง
การวิ่งระยะไกลนั้นช้าลงโดยจำเป็นเนื่องจากมนุษย์ไม่สามารถวิ่งระยะยาวได้นาน ปัจจุบัน Eliud Kipchoge เจ้าของสถิติโลกจัดขึ้นโดย Eliud Kipchoge จากเคนยาซึ่งวิ่งเบอร์ลินมาราธอนในเวลา 2:01:39 น. ด้วยความเร็วเฉลี่ย 12.9 ไมล์ต่อชั่วโมง เขาบันทึกเวลาที่ดีกว่า แต่ภายใต้สถานการณ์ที่แตกต่างกัน ขึ้นไปที่อัลตร้าและความเร็วเฉลี่ยลดลงอีกครั้งเหลือเพียง 10.1 ไมล์ต่อชั่วโมงในระยะทาง 100 ไมล์
นี่คือความสำเร็จสูงสุดของนักกีฬามนุษย์ที่ไม่มีการปรับเปลี่ยนในตอนนี้ ในขณะที่ฉันไม่สงสัยเลยว่าพวกเขาจะพ่ายแพ้ในบางจุด แต่ฉันคิดว่ามันไม่น่าเป็นไปได้ที่เราจะได้เห็นความเร็วที่ยั่งยืนที่สูงกว่า 25 ไมล์ต่อชั่วโมงในระยะ 100 หลาในไม่ช้า
มีปัจจัยหลายประการที่ส่งผลต่อการเคลื่อนไหวของมนุษย์และระยะเวลาที่ยาวนาน
ความยาวของขา
Usain Bolt สูง 6'4 "- สูงพอ ๆ กับฉันอย่างสนุกสนานเขามีความสามารถในการก้าวยาวแม้ว่าเขาจะลดระยะก้าวลงเพื่อปรับปรุงการส่งกำลังก็ตามมนุษย์ที่เป็น Bolt รุ่นปรับขนาดลงโดยตรงจะมีการก้าวที่สั้นกว่าและ จึงเคลื่อนที่ช้าลง
ความสมดุลของกล้ามเนื้อ
Sprinting ส่วนใหญ่ใช้กล้ามเนื้อขาวเนื่องจากต้องใช้ความเร็วในการระเบิดมากกว่าความอดทนในระยะยาวหรือพลังดิบ นักวิ่งมาราธอนมักจะใช้กล้ามเนื้อทั้งแดงและขาว
พลังงานและออกซิเจน
พลังงานสำหรับการวิ่งมาจากคาร์โบไฮเดรตที่มีอยู่ในเลือดและที่ตับสามารถปล่อยออกมาได้ในเวลาอันสั้น ระดับออกซิเจนในเลือดต้องคงไว้สูงมากสำหรับการวิ่ง
การจัดการของเสีย
ซึ่งรวมถึงการระบายความร้อน (ความร้อนเหลือทิ้ง) และการกำจัดเมตาบอไลต์ออกจากเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อในขณะที่กำลังทำงาน ทุกครั้งที่กล้ามเนื้อหดตัวมันจะผลิตสารที่ต้องย้ายออกจากเซลล์เพื่อให้มันทำงานต่อไปได้ การเผาผลาญแบบไม่ใช้ออกซิเจนก่อให้เกิดผลพลอยได้เช่นกรดแลคติกและฟอสเฟตอนินทรีย์ซึ่งทำให้เกิดความเมื่อยล้าและเจ็บปวด
ความเร็วของเส้นประสาท
ตอนนี้เรามาถึงส่วนที่น่าสนใจจริงๆ เส้นประสาทไขสันหลังที่ส่งสัญญาณไปยังกล้ามเนื้อของคุณทำความเร็วได้ประมาณ 268 ไมล์ต่อชั่วโมง ฟังดูค่อนข้างเร็ว ส่วนที่เหลือของระบบประสาทการตอบรับและแรงกระตุ้นในการควบคุมจำเป็นเพียงเพื่อให้การประสานงานของคุณและหยุดคุณจากการขว้างด้านข้างไปที่เสาไฟสามารถเดินทางได้ช้าลงเล็กน้อย เส้นประสาทที่มีข้อมูล proprioception (ความรู้สึกที่ 6 จริง) ทำงานด้วยความเร็วเท่ากัน
การประมวลผลทางปัญญา
อันนี้ยากที่จะใส่ลงในตัวเลข แต่ก็ยังเป็นปัจจัย จำกัด ที่เกี่ยวข้องกับปัญหาความเร็วของเส้นประสาทคือการประมวลผลที่จำเป็นในสมองของคุณซึ่งโดยทั่วไปจะต่ำกว่าระดับสติสัมปชัญญะเพื่อควบคุมกระบวนการทั้งหมด ในขณะที่บางส่วนของกระบวนการเป็นระบบควบคุมการป้อนกลับที่เรียบง่าย แต่มีหลายสิ่งที่ต้องจัดการ ข้อมูลจากดวงตาจะป้อนเข้าไปในโมเดลภายในของขั้นตอนถัดไปเพื่อให้แน่ใจว่าคุณจะไม่สะดุดเมื่อภูมิประเทศสูงขึ้นหรือลดลงเล็กน้อย แรงลมที่มีต่อร่างกายจะรวมข้อมูลภาพและความสมดุลเพื่อช่วยให้คุณปรับเปลี่ยนตำแหน่งการก้าวและอื่น ๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการขว้างด้านข้างที่กล่าวถึงข้างต้น และอื่น ๆ หากคุณไม่สามารถประมวลผลข้อมูลได้เร็วพอแสดงว่าคุณกำลังตกอยู่ในภาวะตกต่ำ
และนั่นไม่ใช่ทั้งหมด แต่ก็เพียงพอสำหรับการเริ่มต้น
โดยพื้นฐานแล้วคุณต้องจัดการกับประเด็นข้างต้นทั้งหมดในลักษณะที่ไม่ทำให้นักแข่งรถของคุณกลายเป็นสิ่งที่แตกต่างจนไม่สามารถเรียกว่ามนุษย์ได้อีกต่อไป
สำหรับ Flash นั้นมีการเปลี่ยนแปลงสองระดับ: การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพที่ปรับปรุงการจัดการกับจุดที่กล่าวมาทั้งหมดรวมถึงความสามารถทางเวทย์มนตร์ในการเปลี่ยนแปลงการไหลของเวลารอบตัว แม้ว่าจะไม่ได้พึ่งพา Speed Force (เห็นได้ชัดว่ามีการใช้ชื่อที่ดีทั้งหมด) Barry มีการตอบสนองและความเร็วที่ดีขึ้นมากพอที่เขาจะไม่เคยโดนโจมตีเว้นแต่ว่าเขาจะไม่เห็น 'ข้อเสีย' คือการเผาผลาญของเขามักจะทำงานในช่วงเวลาที่สูงขึ้นเล็กน้อยซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เขาหายเร็วกินมากเกินไปและไม่สามารถเมาได้ยกเว้นการดื่มเหล้าที่แรงจนเป็นไปไม่ได้
หากคุณไม่ต้องการให้สปีดเตอร์ของคุณมีความสามารถในการวิปริตเวลาเหมือนเจ้านายคุณจะต้องมีอะไรแบบนี้เพิ่มเติม:
- ยืดขาให้ยาวขึ้นและปรับเปลี่ยนสิ่งที่แนบมาของกล้ามเนื้อเพื่อให้สามารถพูดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
- ปรับเท้าให้เป็นระบบซับแรงกระแทกแบบสปริงที่ดีขึ้นกว่าที่เป็นอยู่แล้ว
- เปลี่ยนกล้ามเนื้อให้เร็วขึ้นและแข็งแรงขึ้น อย่างใด.
- เปลี่ยนเลือดเพื่อหาสิ่งที่มีความสามารถในการนำออกซิเจนและเชื้อเพลิงได้ดีกว่ามาก
- ปรับปรุงการกำจัดของเสียอย่างมาก - อีกครั้งรวมทั้งความร้อนออกจากกล้ามเนื้อ
- แทนที่เส้นประสาทด้วยระบบไฟฟ้าโดยตรงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
- ปรับปรุงความสามารถในการประมวลผลของสมองอย่างมีนัยสำคัญ
- อากาศพลศาสตร์. แค่พูด.
ในจำนวนนี้มีเพียงการปรับแต่งขาอีกครั้งเท่านั้นที่จำเป็นต้องสร้างความแตกต่างที่สำคัญในรูปลักษณ์ มนุษย์มีรูปร่างและขนาดทุกประเภทดังนั้นการมีกล้ามเนื้อสปีดสเตอร์ที่นูนไม่ควรเป็นปัญหามากเกินไป อ้อและอย่ารัดร่างกายส่วนบนด้วย อัพเกรดกล้ามเนื้อและเส้นประสาททั้งหมดที่นั่นด้วยเนื่องจากการเคลื่อนไหวของร่างกายส่วนบนที่ถูกต้องสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการวิ่งได้อย่างมาก
จากทั้งหมดที่กล่าวมาและสมมติว่าเรายังคงทำงานตามกฎทางกายภาพที่นี่ควรจะได้รับความเร็วสูงสุด 3-4 เท่า โครงสร้างคล้ายมนุษย์วิ่งได้ถึง 100 ไมล์ต่อชั่วโมง? นั่นคือความเร็วระดับสตีฟออสติน! ไม่ไม่ใช่นักมวยปล้ำ
ตราบใดที่คุณไม่ต้องการทำผิดกฎมากเกินไปนั่นอาจเกี่ยวกับเรื่องนี้ ใช่คุณสามารถได้รับผลกำไรเล็กน้อยโดยการเปลี่ยนการเดินจากการวิ่งเป็นการเดินเข้าเส้นขอบ แต่คุณต้องสัมผัสกับพื้นให้มากที่สุดหรือสูญเสียความสามารถในการปรับตัว
ณ จุดนี้ฉันค่อนข้างห่างไกลจาก "ตามหลักวิทยาศาสตร์" ที่ฉันแน่ใจว่าฉันจะได้รับคะแนนโหวตน้อยลงสำหรับสิ่งนั้นเพียงอย่างเดียวดังนั้นฉันจะปล่อยไว้ตรงนั้น