Batman cần bao nhiêu sức mạnh cho khẩu súng Ascender của mình?

Mọi người đều có cùng nhận xét về Batman: Anh ấy thật tuyệt vì anh ấy chỉ là một công tử bình thường, nhưng anh ấy cũng là một siêu anh hùng. Đó là sự thật, anh ta không có siêu năng lực. Tuy nhiên, những gì anh làm có là sự kết hợp của các kỹ năng và thiết bị.

Trong phim Người Dơi, chúng ta sẽ thấy anh ta sử dụng một trong những “đồ chơi” của mình — khẩu súng thăng thiên này. (Nó còn được gọi là súng vật lộn hoặc súng vật lộn.) Batman sử dụng nó để phóng một thứ giống như một cái móc vật lộn, được kết nối với một sợi cáp. Khi nó được gắn vào một điểm cao, một động cơ điện trong súng sẽ cuộn dây cáp, kéo Batman lên.

Trong cảnh này, Batman đang ở trong một tòa nhà với một loạt cảnh sát Gotham đã giam giữ anh ta. Anh ấy không nghĩ đó là một ý kiến ​​hay. Sau khi thoát ra, anh ta chạy đến một cầu thang bên trong và bắn dây cáp lên gần đỉnh cầu thang, sau đó kích hoạt động cơ để kéo anh ta lên. Spoiler: Anh ta trốn thoát. (Nhưng bạn có thể biết điều đó.)

Bây giờ cho các tính toán vật lý: Người thăng thiên sẽ cần loại pin hoặc nguồn điện nào, và nó sẽ sử dụng bao nhiêu năng lượng? Hãy bắt đầu với một chút thông tin cơ bản về năng lượng.

Năng lượng cho sự đi lên

Một trong những ý tưởng quan trọng để hiểu về năng lượng là xác định một hệ thống quan tâm, đó là tập hợp các đối tượng mà chúng ta muốn nghiên cứu. (Tất nhiên, hệ thống hoàn chỉnh nhất là toàn bộ vũ trụ, nhưng không thực tế lắm để xử lý toàn bộ mọi thứ cùng một lúc. Thay vào đó, chúng tôi chỉ muốn cô lập những đối tượng mà chúng tôi quan tâm.)

Hãy sử dụng hệ thống sau: Người dơi cộng với người thăng thiên (và pin của nó) và Trái đất. (Bạn có thể nghĩ Trái đất là một thứ kỳ lạ khi thêm vào hệ thống, nhưng hãy chờ đợi. Chúng ta sẽ đến đó.)

Một khi chúng ta có một hệ thống, chúng ta có thể sử dụng một trong những khái niệm quan trọng nhất trong vật lý: nguyên lý công-năng lượng. Điều này nói rằng công được thực hiện trên một hệ thống bằng với sự thay đổi năng lượng của hệ thống. Nhưng năng lượng là cái quái gì?

Đó thực sự là một câu hỏi khó, nhưng đây là câu trả lời tốt nhất của tôi: Năng lượng không phải là một thứ có thật, mà là một cách để theo dõi các tương tác khác nhau. Năng lượng cũng có nhiều dạng khác nhau. Ví dụ, động năng gắn liền với chuyển động của các vật, và thế năng là loại phụ thuộc vào vị trí của các vật.

Vì vậy, làm việc là một cách để thêm hoặc lấy đi năng lượng từ một hệ thống. Về lực lượng, chúng tôi định nghĩa công việc như sau:

Minh họa: Rhett Allain