Holivudo filmų fizika

Prasilenkiančius su tikrove filmų epizodus fizikas Adamas Wieneris aprašė knygoje „Nemėginkite to namie! Holivudo filmų fizika“ (Don't Try This at Home! The Physics of Hollywood Movies). Iš jos pateiksime keletą per šviesmetį nutolusių nuo tikrovės epizodų.

„Diena po rytojaus“: stingdantis 0 laipsnių šaltis

Filme „Diena po rytojaus“ baisiausias visos žmonijos priešininkas yra klaidžiojantys neigiamos temperatūros „uraganai“, užšaldantys visa, kas pasipainioja jiems po kojų. Filme aiškinama, kad tokius šalčio srautus sukelia šaltas oras (–100 laipsnių Celsijaus), kuris grimzta nuo Žemės troposferos, kelių kilometrų aukščio, į planetos paviršių.

Kadras iš filmo „Diena po rytojaus“.

Bet štai ko nenumatė aktoriaus Denniso Quaido įkūnytas profesorius: atmosferos slėgis aukščiau nei planetos paviršius esančioje troposferoje, grubiai skaičiuojant, sudaro tik dešimtadalį to slėgio, kuris jaučiamas vaikščiojant žeme (būtent todėl į Everestą įkopusiems alpinistams imi trūkti oro).

Kuomet oro srautai artėja prie planetos paviršiaus, šio oro slėgis didėja, o jo tūris – menksta, teigia Boilio dėsniai. Remiantis pirmuoju termodinamikos dėsniu, vykstant šiam Boilio apibūdintam procesui (šiuo atveju filmo scenaristai tai pavadintų oro siurbimu iš troposferos ir perkėlimu į Žemės paviršių) kyla temperatūra.

Kiek? Idealiomis sąlygomis, minus 100 laipsnių pagal Celsijų temperatūros oro srautas, pasiekęs Žemės paviršių, įkaistų ligi 57 laipsnių. Esant realioms sąlygoms (įskaičiuojant prarandamą energiją ir neidealią, atmosferos dujų prisotintą, aplinką) galutinė temperatūra siektų apie 0.

Tai reiškia, kad sušaldyti Žemės ji negalėtų, juolab – sužvarbinti taip visko, kaip buvo parodyta „Dienoje po rytojaus“.

„Neįmanoma misija“: smūgiai be pasekmių

Prisiminkime sceną antroje „Neįmanomos misijos“ dalyje, kur Tomas Cruise`as ir blogiukas Dougrayus Scottas kaktomuša ore susitrenkia motociklais.

Žiūrovui, regis, atima žadą, kuomet herojai tęsia savo grumtynes nė kiek nesusižeidę, o „skrydžio“ traumos nepalieka jokių pasekmių ir likusioje filmo dalyje.

Kadras iš filmo „Misija neįmanoma II“

Šitaip susidūrę superherojai turėjo ištikšti. Įvertinkime situaciją. Numanomas motociklų greitis buvo apie 80 km/h, o susidūrimo trukmė – 0,015 s. Gerbdami aktorių fizinių duomenų asmeniškumą, sakykime, kad T. Cruise`as, filmuodamasis toje juostoje, svėrė apie 80 kg, D. Scottas – 90 kg. Erdvė, kurioje įvyko susidūrimas, tarkim, sudarė 35 kv. m. Taigi per tokią kaktomuša susidarytų 350 tūkst. N/m2. jėga, veikianti herojų kūnus.

Kalbant apie šiuos skaičius realaus gyvenimo terminais, paaiškiname: automobilių avarijas tiriantys specialistai teigia, kad kuomet žmogaus kūnas yra veikiamas štai tokios jėgos, jo galimybės išgyventi siekia 50 proc., o tie, kuriems visgi pavyksta likti gyviems, neišvengiamai patiria sunkių vidinių sužalojimų.

Tuo metu T. Cruise`as ir D. Scottas ne tik kad išgyveno susidūrimą, bet dargi nė vieno kaulo nesusilaužė. Iš tikrųjų T. Cruise`ui prireiktų rimtos medikų pagalbos, kad atsigautų po tokios avarijos.

„Betmenas“: stiprus pernelyg nerealiai

Betmenas, su Kim Basinger vienoje filmo scenų krisdamas nuo Gothamo varpinės stogo, sugebėjo užsikabinti už vienos ant bokšto įtaisytų chimerų ir taip išsigelbėti. Nuodugniau patyrinėkime būtent šį užsikabinimo už pastato statulos judesį.

Remiantis antruoju Niutono dėsniu (F=ma) galime apskaičiuoti, kiek skausmingas buvo šis „gyvybės gelbėjimas“. Tarkime, bendra krentančios poros masė buvo 140 kg ir jie krito 60 m/s greičiu.

Kadras iš filmo „Betmenas“.

Jėga, veikianti Betmeną, siekė 85 tūkst. N, arba, kitaip tariant, 60 kartų viršijo gravitacijos jėgą, o tai lygu 9 tonoms. Betmenas damai pasirodė tvirtas it metalinis. 

Betmenui užsikabinus už statulų, išsilaikyti, veikiamam tokios jėgos, reiktų tvirtai prisirišti keletu virvių. Net jei tos virvės nesutrūktų, tokio stiprumo jėga, veikianti tokį trumpą laiką, garantuotai sulaužytų kiekvieną žmogaus kaulą, pririštą virve. Neatmeskime ir sunkių vidinių sužalojimų. Tačiau Betmenui visa tai atliekant, regis, nesuvirpėjo nė raumenėlis.

Maža to, visą laiką viena ranka jis buvo apkabinęs savo damą. Pasaka!

„Armagedonas“: nežemiška logika

1998 m. pastatytas „Armagedonas“ vertinamas kaip vienas labiausiai su fizikos dėsniais prasilenkiančių juostų. Pradėkime nuo filmo šerdies – atominė galvutė, įtaisyta Teksaso valstijos dydžio asteroide, tikimasi, jį susprogdins ir taip bus išvengta katastrofiško susidūrimo su Žeme.

Nekreipkime dėmesio į faktą, kad numatytas 800 pėdų gylio gręžinys Teksaso dydžio asteroide, tesiektų 0,0004 proc. kelio iki šios mažosios planetos centro. Ignoruokime ir tai, kad Bruce`as Willisas su draugais 26 myliomis nepataikė nusileisti į planuotą vietą ties tektoninių asteroido plokščių lūžiu, kur turėjo būti išgręžta skylė bei įleistas sprogmuo.

Žemės gelbėtojai krapštosi ant asteroido paviršiaus. Kadras iš filmo „Armagedonas“.

Verčiau susikoncentruokime ties kinetinės energijos kiekiu, reikalingu, norint susprogdinti asteroidą į gabalus ir dvi dideles jo puses (kurių kiekvienos masė lygi 3 su 25 nuliais kilogramų) nukreipti pakankamai toli, kad šios nepataikytų į Žemę per 3 val. 56 min. laiko limitą.

Net ir tobulame scenarijuje, būtų reikalinga 30 000 000 000 000 000 000 000 000 J (džaulių) kinetinė energija, norint asteroidą padalinti į dalis ir nukreipti jas skrieti 460 m/s greičiu (o toks greitis būtinas, norint laiku išgelbėti planetą).

Deja, šis planas nelabai realus, nes iki šiol galingiausia pagaminta karinė galvutė yra 100 megatonų, o ją susprogdinus išlaisvinta energija siektų 410 000 000 000 000 000 J. Sprogusi ši bomba galėtų suteikti tik 1/100 000 000 energijos, reikalingos Bruce`ui Willisui išgelbėti pasaulį susprogdinant tą prakeiktą asteroidą.

„XXX“: negalimybių lavina

Filme „XXX“ Vinas Dieselis, čiuoždamas snieglente, lenktyniauja su sniego lavina ir ją aplenkia. Ar bereikia ką pridurti? Paderinkime faktus. Rekordinis pasiektas greitis skriejant snieglente yra 80 km per valandą. Tuo metu sniego griūtis gali pasiekti nuo 208 iki 320 km/h greitį.

Herojus rungtyniauja su griūtimi. Kadras iš filmo „XXX“.

Net jei išties V. Dieseliui priskirsime neįtikėtiną 80 km/h greitį, o sniego lavinai – minimalų, 208 km/h, greitį, spėkite per kiek laiko herojų pavys sniegas? Tai užtruks apie 0,5 sekundės. Sėkmės vyruką atkasinėjant:).

„Greitis“: nepamatuotas šuolis

Juostoje „Greitis“ matome įspūdingą sceną – keleivinis autobusas sėkmingai peršoka kraupiai atrodančią daugiau nei 16 metrų įgriuvą greitkelyje.

Autobuso skrydis pritrenkiantis, nes greitkelio vietos, ties kuria atsiveria duobė, pakilimas lygus nuliui. (Žodžiu, paviršius yra lygus).

Autobusas tarsi ant sparnų. Kadras iš filmo „Greitis“.

Taigi, kas sulaiko autobusą nuo lemtingo skrydžio tiesiai duobėn, o ne per ją?

Geras klausimas. Prieš šuolį Sandros Bullock vairuojamas autobusas išvysto 70 km/h greitį – tai reiškia, kad kuomet autobusas atsiplėšia nuo žemės skrydžiui per duobę, gravitacijos jėgos turėtų autobusą truktelti mažiausiai metru žemyn.

Net jei visa tai vyktų idealiomis sąlygomis – turėtume optimistinį 2 proc. pakilimą, o oro pasipriešinimo nepaisytume, – autobuso skrydis tetruktų 22 milisekundes. Kiek galima nulėkti per tiek laiko? Apie 6 su puse metro o tai gerokai mažiau, nei filme pavaizduota distancija. Bum!

„Kosminė odisėja“: bravo!

Vienas iš nedaugelio filmų, pajėgusių neiškraipyti fizikos faktų ir net labai tikroviškai juos pateikti, – Stanley Kubricko ir Arthuro Clarke`o „Kosminė odisėja“.

Viena filmo koncepcijų, sugebėjusių nenukrypti nuo fizikinio taiklumo, – kintanti gravitacija.

Tyki kosmoso tyla. Kadras iš filmo „2001 metų kosminė odisėja“.

Filmo pradžioje, kur priešistorinė beždžionė išmeta kaulą į viršų ir šis išskrieja į kosmosą, matome didžiulę lėtai besisukančią kosminę stotį.

Jos viduje žmonės gali vaikščioti bei sėdėti visai kaip Žemėje. Filmuota taip, jog žiūrovas gali suprasti, kad erdvėlaivis sukasi tokiu greičiu, kad žmonės jame galėtų judėti kaip Žemės paviršiuje. Tiesa, norint sukurti tokią gravitacijos jėgą, kosminės stoties spindulys turėtų siekti apytiksliai 1 km. Gan rimtas uždavinys iškelti į kosmosą tokią stotį.

Šis filmas taip pat bene geriausiai iš visų atskleidžia kosmoso tylą...

Pagal „Popular Science“ parengė Asta Medvedskytė ir Marijus Širvinskas

Šaltinis: www.lrt.lt