Физика - Как Определить, Что Ты Гигант?

В моем романе мой главный герой пришел с земли в фантастический мир. Она переродилась на острове гигантов (гуманоидов 10-метрового роста), где все увеличено, чтобы соответствовать тому, как они выглядели бы для человека нормального размера.

Мой вопрос: что может искать моя главная героиня, чтобы сказать, что она на самом деле гигант по сравнению с обычным человеком в мире, увеличенном до ее размера?

Я имею в виду, что деревья, камни и все вокруг нее увеличены, а не только искусственные конструкции. Какие физические эффекты она могла заметить?

Людей нормального роста в этой области нет до тех пор, пока намного позже, поскольку область, в которой она начинает, полностью отделена от внешнего мира.

Что может прояснить ситуацию, так это то, что если вы представите, что мир представляет собой копию нашего мира в 10-кратном масштабе, и вы смотрите на него со стороны, какие эффекты вы могли бы наблюдать, которые дали бы вам представление о масштабе мира, которым вы были? в?

#физика #фэнтези-гонки #масштабирование

То, что вы ищете, во многом противоположно тому, что мы видели в Роботы высотой 1 мм.

Поверхностное натяжение воды — заметная вещь: есть явная выпуклость, которая на любой поверхности кажется меньше, чем предполагает память. Конечно, такого выраженного эффекта в данном случае мы не наблюдаем, но он будет существенно снижен.

Гравитация будет иметь интересные эффекты: прыжки или падение высоты тела окажут значительно большее влияние, чем ожидалось. Закон квадратного куба необъяснимо усложнил бы такие вещи, как внезапное изменение направления.

Если предположить, что это один и тот же мир, вашей самой большой раздачой может стать расстояние до горизонта. Человек ростом 6 футов увидит горизонт в 3 мили, человек ростом 10 футов увидит горизонт в 4 мили. С высоты 10 м (32 фута) они смотрят на горизонт на расстоянии около 7 миль (11 км). Это нелинейная зависимость: чем выше вы становитесь, тем ближе кажется ваш горизонт. Мир кажется все меньше.

Гравитация - Время падения.

Если предположить, что они живут в том же гравитационном поле, что и негиганты, то просто бросьте что-нибудь и посмотрите, сколько времени потребуется, чтобы упасть на землю.

Рост обычного человека составляет около 2 миллионов долларов. Объекту требуется примерно $0,6$ секунд, чтобы упасть на $2m$ за наши примерно $10\, мс^{-1}$

Падение на 10 миллионов долларов займет около 1,4 секунды.

Соответствующая формула:

$$t = \sqrt{\frac{2h}{g}}$$

Изменить: Из обсуждения в комментариях я добавлю некоторые пояснения.

Даже без предварительного, например. роняя предметы и измеряя время падения, вы заметите эту разницу. Это все равно, что смотреть, как все падает в замедленной съемке: для любого в одно мгновение становится ясно, что что-то не так.

Возможно, вам придется приложить немного усилий, чтобы точно это сделать. что вызывает эффект «замедленного движения», который вы видите, но вы придете к тому факту, что вы больше, чем были раньше.

Этот эффект был бы менее заметен, если бы вы не были таким высоким. Например, падение с 4 миллионов долларов (все еще в два раза превышающее нормальный человеческий рост) будет длиться всего в 1,4 раза дольше (изменение с 0,6 с$ до 0,84 с$), и вы можете не заметить этого, прежде чем мысленно адаптируетесь к новой среде. Но человек с ростом в 10 миллионов долларов сочтет перемены действительно значительными, и им будет гораздо труднее «адаптироваться» или мысленно отмахнуться от них.

Обратите внимание, что это также будет раздражать, потому что ваша горизонтальная скорость движения не изменится, в то время как время падения изменится. Ваша походка и скорость ходьбы могут казаться более нормальными, когда вы увеличиваете размер, но вы не можете обмануть гравитацию, поэтому у вас будет постоянное несоответствие между очевидно нормальной скоростью горизонтальной ходьбы и вертикальным движением. Это было бы трудно игнорировать.

Я предполагаю, что новый гигант сделан из материалов и механики, которые могут выдержать его вес и не доставить проблем самому человеку. В противном случае ее кости сломались бы легче (не гарантировано, зависит от того, насколько она великана), и она бы перегрелась как сумасшедшая (меньшая площадь поверхности, теряющая тепло, по сравнению с объемом, который генерирует тепло).

Жидкости обладают меньшей связностью. Подумайте о капле воды на листе. Когда вы вырастете, вы не увидите ничего подобного, потому что воды будет собираться больше. Потеря крови также будет намного сильнее, так как вы потеряете намного больше, а скорость кровотока будет выше, что затруднит свертывание крови и закрытие раны.

Мой план состоит в том, чтобы использовать магию для локального снижения веса самих гигантов. Физически они по-прежнему такие же плотные, какими были бы, но весят меньше. Мир вокруг них по-прежнему будет иметь нормальную гравитацию.

Будет ли их физическая сила соответствовать их инерционной массе или весу? Потому что теперь вы изменили их (приблизительно в 5 раз для высоты 2 м -> 10 м), чтобы преодолеть эффект квадрата-куба!

Если их сила соответствует их инерционной массе, они могут менять направление так же быстро, как и раньше. но прыгать очень высоко. (Или очень легко поднимать/бросить предметы собственного веса.)

Если их сила соответствует их весу, поэтому вставать или заниматься йогой/планкой/отжиманиями примерно одинаково тяжело, то им будет гораздо труднее подобрать предметы одинакового видимого размера. И им будет очень трудно набрать скорость / менять направление во время бега, с пятикратным импульсом, к которому они привыкли, по сравнению с их силой.

---

Если они начнут замечать несоответствие и попытаются его исследовать, они могут использовать грубые весы (например, упавшее бревно), чтобы найти что-то равное их собственному весу.

А может проще, они будут плавать как пробка в воде

Потому что их гравитационный вес примерно в 5 раз меньше, чем должен быть для их объема.

Маленькие мыльные пузыри ведут себя иначе, чем большие.

Маленькие мыльные пузыри сначала кажутся каплями, но быстро образуют округленную сферу. Затем они плавают, имея стабильную «плотную» внешнюю поверхность.

Большие мыльные пузыри начинаются как аморфные капли и остаются такими некоторое время, и даже когда они начинают закругляться, они обычно имеют форму картофеля, что заметно отличается от идеальной сферы. И пока они плавают, они продолжают вздыматься и менять форму:

Это связано с молекулярными свойствами мыла. Если вы не увеличите масштаб реальных молекул мыла, этот эффект сохранится. Поэтому, если ваш главный герой по прихоти попытается надуть сферический мыльный пузырь, он не будет выглядеть и вести себя так, как он ожидает, потому что то, что он считает маленьким пузырем, на самом деле является гигантским.

Проблемы со здоровьем, пропорции и масса тела

В зависимости от того, насколько реалистично вы этого хотите и насколько точно все масштабировано, она, вероятно, узнает об этом по многочисленным проблемам со здоровьем, с которыми столкнется довольно быстро. Например, маленькое сердце и маленькие суставы и кости ног. Это будет свойственно практически всем живым существам (деревья, выходящие за пределы их нынешней биологии, либо упадут, либо отомрут на вершине).

Если мы предположим, что все было увеличено непропорционально, чтобы эти вещи не были проблемой, она, вероятно, для начала заметила бы, что ее ноги пропорционально больше. Люди довольно хорошо осознают пропорции своего тела, поэтому изменения будут очевидны.

Следующей наиболее очевидной вещью может быть масса. Большим предметам требуется непропорционально больше времени для ускорения и торможения из-за закона квадрата-куба, из-за которого вес увеличивается с большей скоростью, чем размер. Все, чем она манипулирует, будет казаться непропорционально тяжелым (даже с учетом ее дополнительной мускулатуры). Более того, падение будет повредить, поэтому, если она споткнется и упадет, она сможет понять, что что-то не так. При условии, что она молода и здорова, ненормально получить все синяки от простого падения.

Зеленая вспышка.

Зеленые вспышки и зеленые лучи — это метеорологические оптические явления, которые иногда происходят сразу после захода солнца или прямо перед восходом солнца. При подходящих условиях над верхним краем солнечного диска на короткое время можно увидеть отчетливое зеленое пятно; зеленый цвет обычно длится не более секунды или двух. В редких случаях зеленая вспышка может напоминать зеленый луч, взлетающий из точки заката (или восхода солнца).

Зеленая вспышка видна на горизонте во время заката/восхода солнца.

А мы знаем, что расстояние между наблюдателем и горизонтом зависит от высоты наблюдателя над уровнем моря.

В принципе, если человек лежит на земле и наблюдает зеленую вспышку, быстро вставая, можно наблюдать еще одну зеленую вспышку, потому что, вставая, горизонт сдвинулся немного дальше. Это уже круто, потому что видно близко друг к другу 2 зеленые вспышки. Однако..

Для нормального человека изменение высоты будет в лучшем случае около 2 метров, а для гиганта - 10 метров: это окажет измеримое влияние на временное расстояние между двумя зелеными вспышками, которые будут иметь большее расстояние, чем одна. измеряется обычным человеком.

Сравнивая два временных интервала, ваш персонаж может сделать вывод, что его тело увеличилось в высоту.

Пляжный песок

Ваш гигант увидит нечто похожее на частицы размером с ил, ведущие себя как песок.

Частицы песка не могут уменьшиться до определенного размера и при этом вести себя одинаково. Если песок изношен до порошкообразной консистенции, он превращается в ил, который ведет себя по-разному (например, во влажном состоянии он не может отражать достаточно света, чтобы выглядеть белым), если он изношен, еще больше воды химически превратит его в глину. Таким образом, частицы белого пляжного песка никогда не достигают определенного размера. Что еще более важно, чтобы у вас были песчаные дюны, хорошо песок, ил не будет образовывать дюны. самое близкое, что он может подобрать, - это лессовые холмы, которых не бывает во влажной среде. Если ваш персонаж пойдет на пляж, он заметит, что белый песок дюн выглядит как порошок, чего не может быть. Это довольно большой скачок к «Я гигант», но это, безусловно, может дать им первую подсказку, и это будет конкретное доказательство, а не просто чувство. Если они хоть немного разбираются в геологии, это будет очень вопиющая проблема.

Если им удастся взять в руки сильную лупу или маломощный микроскоп, они смогут подтвердить, что это ракушечный пляжный песок (сделанный в основном из фрагментов ракушек) и, следовательно, не может быть илом. Подтвердить это также поможет обнаружение бухты с нормальным илом. Песок также ведет себя иначе, чем ил: след в сухом иле не заполнится обратно так, как это делает песок. В дальнейшем это можно подтвердить с помощью простого трюка с тестированием почвы с помощью банки. Если вы смешаете песок и ил с большим количеством воды, а затем закрутите его вокруг, ил останется во взвешенном состоянии в воде долгое время, но песок выпадет. Масштаб на это не повлияет.

Кроме того, приготовление пищи займет вечность.

Обычный стейк можно приготовить на дровах за несколько минут, а гигантский стейк — часы. Увеличение размера костра не делает его жарче, дрова все равно горят при той же температуре. Отношение площади поверхности к объему гигантских объектов намного меньше, поэтому их нагрев занимает гораздо больше времени. Кастрюля супа станет делом на весь день.

Для отправки команд и получения сенсорной обратной связи по всей длине нерва требуется время.

Имея более длинные конечности, ваш персонаж может испытывать задержку между тем, как попросить палец пошевелиться, и затем увидеть и почувствовать его движение. Достаточно, чтобы почувствовать легкое опьянение. Со временем они могли привыкнуть к этому ощущению.

1. Если бы гигантские люди были пропорционально сильнее, а все проблемы со здоровьем и движением были бы отброшены в сторону, все еще существует ряд вещей, которые выдадут масштаб.

   • Напряжение воды (уже упоминалось в других ответах). Если бы натяжение воды оставалось постоянным, для людей ростом 10 метров оно выглядело бы совсем иначе.
   • Капли (капли дождя, сконденсированный туман и просто случайные брызги) будут выглядеть крошечными;
   • Литье воды выглядело бы по-другому;
   • Океанские волны выглядели бы забавно (прибой по колено с «белыми лошадьми»);

2. Просто вода в чашке выглядела бы иначе — видимая рябь на поверхности (в то время как в чашке размером с человека вода имеет тенденцию оставаться совершенно неподвижной);

3. Прочность материала. Многие предметы повседневного обихода обычно выдерживают падение с высоты 1 метра из рук с минимальными повреждениями или вообще без них. Те же самые объекты, если их увеличить, разобьются при падении с высоты 5–6 метров. Более мягкая земля поглотила бы ноги гиганта;

Инвазивный/мигрирующий вид. На остров допускаются только «гигантские» версии животных? Любая чайка или дельфин нормального размера станет сюрпризом.

Если все конечности больше, то сердце будет биться медленнее: ему потребуется больше энергии, чтобы протолкнуть всю необходимую кровь, и сердцебиение замедлится до 20–30 ударов в минуту (20 — у кита, 30 — у слона). Персонаж может сделать усилие, которое утомит его/ее, и почувствовать в голове ужасающе медленный пульс.

Я предполагаю, что если все увеличить в 10 раз, то же самое произойдет и с единицами измерения. Таким образом, 1 метр в новом мире будет эквивалентен 10 метрам в этом мире. Очевидно, что измерять себя было бы бесполезно. Однако ваш главный герой может измерить скорость света

(или поспрашивайте, измерял ли его кто-нибудь еще). Если скорость равна 30 миллионам метров в секунду, то она знает, что она гигант. Более того, она знает точный масштаб, до которого она выросла. (Фактическая скорость составляет около 300 миллионов м/с.)

Я думаю, можно ли измерить скорость света, зависит от их технологии. Но в нашем мире ее измерил еще в 1676 году датский астроном Оле Рёмер. По сути, он заметил, что спутнику Юпитера Ио требовалось больше времени, чтобы завершить свою орбиту в периоды, когда Земля удалялась от Юпитера по своей орбите вокруг Солнца, чем когда Земля двигалась к Юпитеру. Поскольку мы также примерно знали расстояние от Солнца (которое было известно ранее), относительный угол орбиты Земли по отношению к нашему отделению от Юпитера и (очевидно) период обращения Земли вокруг Солнца, мы знаем скорость Земли относительно Юпитера. Учитывая это, а также задержку на орбите Ио, вычислить скорость света довольно легко.

На расстоянии 10 метров разница температур между головой и ногами будет гораздо заметнее. Снаружи вы заметите, что кажется очень холодно, когда вы стоите, и намного теплее, когда вы сидите на земле или лежите. В помещении вы можете обнаружить обратное: тепло имеет тенденцию подниматься и задерживаться у потолка. В любом случае вы обязательно заметите явную разницу в температуре между высотой стоя и сидя. Вы можете даже заметить, что атмосфера там разрежена, в результате чего ваше дыхание короче, когда вы стоите, чем когда сидите.

Возможно, хороший способ узнать, являетесь ли вы гигантом, — это гравитация. Если гравитация в этом мире такая же, как на Земле, она заметит, что стала тяжелее и что-то не так. Кроме того, вы можете надеть животных нормального размера или животных гигантского размера, но не таких больших, как гиганты, чтобы она увидела знакомых животных, но меньшего размера, и начала задавать вопросы.

Просто, просто прыгайте вверх и вниз.

Создание кратера при прыжке — это ненормально, это наверняка заставит персонажа понять, что что-то не так.

Это вопрос с подвохом? Ее вес увеличится в 10 раз, если бы у нее были весы, она вдруг стала бы в 10 раз тяжелее!