Журнал «Все о Космосе»
Как мы будем передвигаться на Луне?
Как вы думаете, возможно ли постоянное присутствие человека Луне?
В один прекрасный это все равно произойдет.
Итак, как мы будем жить на Луне? И, может быть, более важный вопрос – как мы будем там передвигаться ?
Готовясь к нашей лунной миссии, позвольте мне взглянуть на три движения, которые мы могли бы сделать на Луне: прыгать, бегать и поворачиваться.
Позвольте мне заметить, что этот анализ вдохновлен недавним романом Энди Вейра «Артемида».
Чем отличается Луна от Земли?
Самое большое различие – гравитационное поле.
Ускорение свободного падения на поверхности Земли (g) в приблизительных расчётах обычно принимают равным 9,81; 9,8 или 10 м/с². Сила тяжести (сила гравитационного поля) у поверхности Земли различна на разных широтах и варьируется от 9,81 Н кг-1 на полюсах до 9,78 Н кг-1 на экваторе.
Гравитация Луны в 6 раз слабее(1,6 Н/кг), чем гравитация Земли. Луна даже не удерживает выделяющиеся из её недр газы, и они улетают в космос.
Я начну с самого легкого движения- прыжки вверх.
Вот как это будет выглядеть (с использованием сферических людей для простоты).
Кроме того, здесь приведен график вертикального положения.
Как насчет настоящего видео? Вот видео знаменитого “jump salute” Джона Янга во время миссии «Аполлон-16».
Довольно круто, но без скафандра человек мог бы прыгнуть еще выше.
Главное различие – время. Поскольку гравитационное поле мало, человек будет находиться в воздухе дольше.
Не удивительно, что люди уже изучили идею бега в условиях низкой гравитации.
Давайте рассмотрим человека, бегущего по кругу на поверхности Земли. Вот вид сверху и сбоку с диаграммой сил.
Направление этой силы при повороте направлено в центр круга, в котором вы вращаетесь. Кроме того, величина этой силы зависит от скорости движения и размера круга следующим образом.
Таким образом, более высокая скорость означает большую силу и меньший радиус (более резкий поворот) .
Вот последний важный момент – величина силы трения пропорциональна силе, с которой земля подталкивает человека. В случае максимального трения величина будет:
Но как насчет Луны? Какие различия?
При более низкой гравитации на Луне для поворота будет более низкая сила трения, добавьте к этому тот факт, что человек может бежать быстрее, и у вас возникнутт большие проблемы с поворотами.
Итак, работа на Луне будет отличаться от работы на Земле.
Какие крутые трюки мы сможем придумать для того, чтобы двигаться в этой среде! Это было бы круто!
Rhett Allain- преподаватель физики в Юго-Восточном университете Луизианы (Southeastern Louisiana University)
Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Источник
Посмотрите, как прыгают американские астронавты
Как «Разрушители мифов» разрушили легенду о полётах на Луну
12 декабря 2019 , 14:03
«Разрушители мифов» (Mythbusters) с телеканала Discovery Channe в одной из серий попытались доказать скептикам, что американцы все-таки были на Луне, высаживались туда. «Разрушители» провели несколько опытов, посвятив этому 104-ю серию. Один из опытов касался прыжков на Луне.
По теоретическим расчетам, при лунном тяготении, астронавт может прыгать в высоту примерно на 1,5 метра. Однако максимально высокий прыжок, который засняли американцы за 6 экспедиций на Луну и показали всему человечеству, был около 45 см вверх. Но даже и в этом случае, обсуждая такой скромненький прыжок, скептики продолжали утверждать, что и здесь не обошлось без «технических приемов»: для получения плавного прыжка (как на Луне), движение замедлялось с помощью скоростной съемки (называется «слоу моушн», «slow motion»), а актера-астронавта подвешивали на цирковой лонже и в момент прыжка тянули вверх.
И вот, чтобы доказать скептикам, что «лунные прыжки» уникальны по движению и их «пружинистость» невозможно повторить в земных условиях, в съемочном павильоне соорудили подвес, прикрепили одного из «разрушителей» к веревке и попросили его подпрыгивать, как в известном киноролике «Астронавт в прыжке приветствует флаг США». Как и в ролике NASA, отсняли также два прыжка вверх с поднятием правой руки. При этом, чтобы проверить версию скептиков, что это были обычные прыжки на Земле, но снятые в рапиде, замедлили скорость показа в 2 раза (путем удвоенной частоты съемки). И пришли к выводу — повторить в павильоне такую же плавность прыжка, что в роликах NASA (снятых на Луне), практически невозможно.
Главный вывод «разрушителей мифов»: сымитировать в земных условиях «лунные прыжки» невозможно!
Я посмотрел этот сделанный ролик и тут же понял, что «разрушители мифов» обманывают зрителей. Учитывая величину свободного ускорения на Земле и на Луне, скорость съемки нужно увеличивать не в 2 раза, как утверждается в сюжете, а в два с половиной. Ускорение свободного падения на Земле: 9,8 м/с2, на Луне — в 6 раз меньше: 1,62 м/с2. Тогда изменение скорости должно равняться кратному из отношения 9,8/1,62. Это будет 2,46. Другими словами, замедление скорости прыжка нужно было сделать в 2,5 раза. Я взял их видео и тут же исправил недочет «разрушителей» — слегка замедлил скорость их прыжка. И… Действительно, смотрите сами — в павильоне практически невозможно сымитировать «лунные прыжки».
Почему скептики считают, что NASA использовало трос для съемки прыжка актера, изображающего астронавта? Посмотрите, как осыпается песок с ног астронавта — он слишком быстро падает вниз. Из чего следует вывод, что в верхней точке прыжка, актера в скафандре удерживают тросом дольше обычного, и песок успевает осыпаться вниз. И при этом, для получения плавности прыжка, все движение замедляется путем съемки на повышенной частоте.
Напоследок ещё один короткий фрагмент уже «совместного творчества» доцента ВГИК Коновалова и «Разрушителей легенд» — наложенное изображение «Разрушителя легенд» на тросе на кадры из якобы подлинного лунного видео. Это надо видеть. Хоть и фрагмент совсем короткий, но этого достаточно, чтобы окончательно прозреть тому, кто ещё верит в то, что американцы действительно снимали видео с астронавтами на Луне. Тайминг 22:54
Далее, на 22:29 следуют кадры видео, где видно, как с ног скачущего кенгурой по поверхности «Луны» астронавта бодро осыпается песочек.
А на самом деле поддетый и увлечённый носками лунных галош реголит должен был бы опускаться вниз практически синхронно с ногами астронавта. Но это если скакать козликом не в киностудии на Земле, будучи подвешенным на тросовой подвеске, которая слегка притормаживает падение тела вниз из верхней точки прыжка, а на настоящей Луне.
Ну, вы поняли )
Комментарий с официального сайта myth-busters.ru под роликом 104-го выпуска:
Эта серия разительно отличается от других выпусков. Такое ощущение, что они снимали её под неким «давлением». Постоянно произносятся фразочки (согласно сценария) «Вот вам теоретики!», хотя сами они кто? А высказывание Белечи «Мы подтвердили, что американские астронавты могли оставить следы в вакууме — теперь NASA позволит нам выйти отсюда. » многого стоит:)
Обычно они всегда полагаются на строгие научные расчёты, вычисления и т.п. В этой же серии всё сводится к попыткам имитации того, что это всё безоговорочно подлинное. Если бы американцы побывали на луне в 1969г., я уверен, они бы продолжали полёты и сейчас, а не придумывали отговорки, что старт с луны связан с огромным риском и техническими сложностями. Сейчас! А в 1969г. с тем техническим прогрессом было не сложно «прилунить» и затем «приземлить» аж 12(!) человек! При том что у них и при старте с земли не всегда всё гладко получается до сих пор!
И ещё, посмотрите, как прыгают американские астронавты на видео! Они прикладывают немало усилий полностью разгибая ноги! При силе притяжения в 6 раз меньшей, прыжок должен получаться в 6 раз выше! Т.е. по сути, при таких приложенных усилиях, они должны были улететь.
После просмотра выпуска появилось уже не сомнение, а чёткая уверенность, что всё это студийная имитация.
Американцы не были на Луне. Зачем летать, когда можно сфальсифицировать? Зачем рисковать таким ответственнейшим мероприятием и жизнями лучших сынов Америки, если можно сфальсифицировать? НАСА и сфальсифицировали, спасая от гибели своих несостоявшихся в действительности астронавтов, а американскую нацию от позора реваншизма.
Добавьте АН в свои источники, чтобы не пропустить важные события — Яндекс Новости
Российские космонавты Рыжиков и Кудь-Сверчков и американский астронавт Рубинс вернулись на землю. Опубликовано видео
Издание Sohu: Россия довела США до «паники» заявлением о будущем уходе с МКС
Сегодня рядом с Землей пролетит астероид диаметром до 200 метров
Уровень расслоения общества по доходам динамично растет
В России продолжается рост цен на стройматериалы и продукты питания
Астронавт Сернан заявил, что американцы не ходили по Луне
В чём подвох отмены техосмотра
Американцы высказали мнения о президенте США после его встречи с Путиным: «И снова Байден показывает, что он слаб»
По поводу вступления Украины в НАТО Байден сказал: «Мой ответ — нет»
Беспилотный вертолёт NASA Ingenuity выполнил первый испытательный полёт на Марсе
46 лет назад Запад обманул Горбачёва и Ельцина, сейчас хотят провернуть этот фокус и с Путиным
Станьте членом КЛАНА и каждый вторник вы будете получать свежий номер «Аргументы Недели», со скидкой более чем 70%, вместе с эксклюзивными материалами, не вошедшими в полосы газеты. Получите премиум доступ к библиотеке интереснейших и популярных книг, а также архиву более чем 700 вышедших номеров БЕСПЛАТНО. В дополнение у вас появится возможность целый год пользоваться бесплатными юридическими консультациями наших экспертов.
- Введите свой электронный адрес, после чего выберите любой удобный способ оплаты годовой подписки
Источник
Как космонавты передвигаются по луне
ВИДЕО на 8 минут:
В Советском Союзе кандидаты для первого полёта в космос отбирались среди военных лётчиков-истребителей в возрасте 25-30 лет с ростом не более 170 см (чтобы космонавт мог разместиться в кабине) и весом не более 70-72 кг. Так, у первого космонавта, Юрия Гагарина (рис.XIV-4), рост был 165 см и вес 68 кг. Рост второго космонавта, Германа Титова – 163 см, рост Алексея Леонова, впервые вышедшего в открытый космос –163 см.
Рис.XIV-4. Первый космонавт, Юрий Гагарин (в центре), был невысокого роста.
Если же мы посмотрим на американских астронавтов, то все они — высокие статные парни. Так, в миссии «Аполлон-11» Базз Олдрин имел рост 178 см, Нил Армстронг и Майкл Коллинз – и того выше, 180 см.
Как мы увидим чуть позже, астронавты с таким ростом никак не могли пролезть в скафандре через люк лунного модуля и выйти на поверхность Луны, поэтому на фотографиях около выходного люка и рядом с лунным модулем их заменяли актёры, которые были примерно на 20 см ниже.
Актёры, которые изображали астронавтов (это были вовсе не те голливудские красавцы, которых показали потом, на пресс-конференции, а никому не известные люди) во время съёмок были настолько заняты расшвыриванием песка, что забывали о других не менее важных вещах. Например, о том, что сзади за спиной у них висит тяжелый ранец жизнеобеспечения, в котором находятся запасы кислорода, воды, насосы для перекачки, аккумулятор и прочее. Такой тяжелый ранец смещал центр тяжести, и астронавт, даже просто остановившись, должен был всегда наклоняться вперёд, чтобы не опрокинуться назад. Но актёры забывали об этом (рис.XIV-4, XIV-5).
Рис.XIV-4. Актёры порой забывали, что за спиной у них висит тяжёлый ранец.
Рис.XIV-5.При таком положении тяжёлый ранец должен был опрокинуть астронавта назад.
Ранец жизнеобеспечения состоит из двух частей: верхняя – система продувки кислорода (Oxygen purge system OPS) и нижняя — переносная система жизнеобеспечения (Portable Life Support System — PLSS) – рис.XIV-6.
Рис.XIV-6 . Ранец жизнеобеспечения состоит из двух частей.
По данным, взятым с официального сайта НАСА (рис.XIV-7), лунная конфигурация весила 63,1 кг – 47,2 кг нижняя часть и 15,9 кг – верхняя часть. По данным Википедии, общий вес равнялся 57 кг.
Рис.XIV-7 . Ссылка на официальный сайт НАСА.
Зная высоту нижнего блока (66 см) и верхнего блока (25,5 см), можно легко определить центр тяжести всего устройства, а зная вес астронавта (примерно 75-80 кг) и вес скафандра A7L (34,5 кг), можно найти общий центр тяжести. Вы удивитесь, но ранец жизнеобеспечения в полном комплекте – это примерно 55% от веса астронавта в скафандре.
Астронавту будет удобно удерживать равновесие, если центр тяжести системы проецируется на середину пространства между подошвами. Вот на фотографии астронавт отставил как раз одну ногу немного назад для устойчивого равновесия (рис.XIV-8).
Рис. XIV-8. При устойчивом положении общий центр тяжести проецируется (зеленая линия) на середину пространства между подошв.
Когда же мы видим тренировки экипажа «Аполлон-16», то понимаем, что у них за спинами висят муляжи. Если бы астронавт надел реальный ранец, который весит около 60 кг, то ранец жизнеобеспечения опрокинул бы астронавта назад, поскольку при таком положении тела, как на фотографии у астронавта слева, центр тяжести системы находился бы вне точки опоры (зелёная линия на рис.XIV-9).
Рис.XIV-9. На тренировках использовался муляж ранца жизнеобеспечения, лёгкий по весу.
Когда в Советском Союзе создавали имитацию лунной тяжести в самолёте ТУ-104, летящем вниз по параболической траектории, то космонавту в условиях слабой гравитации приходилось бежать, сильно наклонившись вперёд.
Вот, сравните, например, пробежку американского астронавта, снятую миссией «Аполлон-16» якобы на Луне (кадр слева) и пробежку советского космонавта внутри летящей лаборатории на ТУ-104 (кадр справа) – рис.XIV-10.
Рис.XIV-10. Сравнение движений при слабой гравитации. Кадр слева – американский астронавт как бы на Луне, кадр справа – советский космонавт в самолёте ТУ-104, летящем вниз по параболе.
Астронавта из миссии “Аполлон-16” мы показываем именно так, как это выдало НАСА — скорость демонстрации мы здесь не меняем. И вот что странно: астронавт на видео бежит совершенно в вертикальном положении, забывая, что за спиной висит тяжеленный ранец. При этом нас не покидает ощущение, что движение сильно заторможено искусственно. Конечно, для создания эффекта лёгкости лунной гравитации у актеров за спиной был пустой бутафорский ранец. Вполне возможно, что внутри была просто коробка из пенопласта, а не устройство массой около 60 кг.
«РАЗРУШИТЕЛИ МИФОВ» (Mythbusters) в одной из серий попытались доказать скептикам, что американцы все-таки были на Луне, высаживались туда. «Разрушители» провели несколько опытов, посвятив этому 104-ю серию. Один из опытов касался прыжков на Луне.
По теоретическим расчётам, при лунном тяготении, астронавт может прыгать в высоту примерно на полтора метра. Однако максимально высокий прыжок, который засняли американцы за 6 экспедиций на Луну, и показали всему человечеству — был около 45 см вверх. Но даже и в этом случае, обсуждая такой скромненький прыжок, скептики продолжали утверждать, что и здесь не обошлось без «технических приемов»: для получения плавного прыжка (как на Луне), движение замедлялось с помощью скоростной съемки (называется «слоу моушн», «slow motion»), а актёра-астронавта подвешивали на цирковой лонже и в момент прыжка тянули вверх.
И вот, чтобы доказать скептикам, что «лунные прыжки» уникальны по движению и их «пружинистость» невозможно повторить в земных условиях, в съемочном павильоне соорудили подвес, прикрепили одного из «разрушителей» к веревке (рис.XIV-11),
Рис.XIV-11. Разрушители мифов готовятся повторить «лунные» прыжки.
и попросили его подпрыгивать, как в известном видеоролике «Астронавт в прыжке салютует флагу США». Как и в ролике NASA, отсняли также два прыжка вверх с поднятием правой руки.
Рис.XIV- 12,13,14,15 — «Разрушители мифов» проверяют версию с подвесом на лонже.
При этом, чтобы проверить версию скептиков, что это были обычные прыжки на Земле, но снятые в рапиде (слоу-моушн), замедлили скорость показа в 2 раза (путем удвоенной частоты съемки). И пришли к выводу — повторить в павильоне такую же плавность прыжка, что в роликах NASA (снятых на Луне), практически невозможно.
Рис.XIV-16,17,18 — Сравнение прыжков.
Главный вывод «разрушителей мифов»: сымитировать в земных условиях «лунные прыжки» невозможно.
Мы посмотрели этот сделанный ролик и тут же поняли, что «разрушители мифов» обманывают зрителей. Учитывая величину свободного ускорения на Земле и на Луне, скорость съёмки нужно увеличивать не 2 раза, как утверждается в сюжете, а в два с половиной.
Ускорение свободного падения на Земле: 9,8 м/с 2 , на Луне — в 6 раз меньше: 1,62 м/с 2 . Тогда изменение скорости должно равняться корню квадратному из отношения 9,8/1,62. Это будет 2,46. Другими словами, замедление скорости прыжка нужно было сделать в 2,5 раза. Мы взяли их видео и тут же исправили недочёт «разрушителей» — слегка замедлили скорость их прыжка. И…
Действительно, смотрите сами (рис.XIV-19) — разве можно в павильоне сымитировать «лунные прыжки»? Смайлик «smile»
Рис.XIV-19 . Сравнение ролика НАСА и «Разрушителей мифов».
Почему скептики считают, что NASA использовало трос (лонжу) для съемки прыжка актёра, изображающего астронавта? Посмотрите, как ссыпается песок с ног астронавта — он слишком быстро падает вниз. Из чего следует вывод, что в верхней точке прыжка, актёра в скафандре удерживают тросом дольше обычного, и песок успевает осесть на землю. И, конечно же, для получения плавности прыжка, всё действие замедляется путем съёмки на повышенной в 2,5 раза частоте.
КАК НЕОПРОВЕРЖИМОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ПРЕБЫВАНИЯ НА ЛУНЕ
Есть видео на Ю-Тубе, где автор приводит неопровержимые (как ему кажется) доказательства того, что астронавты снимали видеосюжеты именно на Луне. Доказательства основаны на анализе бросков, которые выполняют астронавты миссии “Аполлон-16” – там они подбрасывают вверх разные предметы: коробки, сумки, какие-то палки или жестянки, и наблюдают, как они опускаются вниз. Трудно сказать конкретно, что это за предметы, поскольку съёмка производится с расстояния в 10-20 метров — скорее всего, это части каких-то научных приборов, поскольку маловероятно, что астронавты взяли с собой на Луну мусор с Земли для разбрасывания. Но не этот вопрос обсуждает комментатор. Для него главным является тот факт, что предметы движутся в точном соответствии с лунной гравитацией.
Вот астронавт подцепил палкой лежащий на песке серебристый предмет, похожий не то на сумку, не то на пакет, и подбросил его вверх. Маловероятно, что это полиэтиленовый пакет, поскольку после падения и удара о поверхность он отпружинил и немного подпрыгнул вверх. Комментатор рассчитывает высоту подъёма, она оказывается 4,1 метра – рис.XV-1.
Рис.XV-1. Слева — астронавт подбрасывает предмет вверх до высоты 4 метров, справа – траектория полёта по кадрам.
Это приводит комментатора в восторг – такие броски могут быть совершены только на Луне! Мы тоже, признаться, потрясены. Зная рост астронавта и размер шлема, а это в целом 2 метра, получаем, что астронавту удалось подбросить предмет выше головы на целых 2,1 метра. Это, конечно, ещё не олимпийское достижение, но очень серьёзная заявка на медаль.
Однако главное внимание, по мнению автора, должно быть обращено на время, за которое предмет описал параболу и упал на поверхность. Это время, по расчётам автора, должно быть в 2,46 раза дольше, чем на Земле и, конечно же, так оно и получается. Автор показывает в левом верхнем углу кадра таймер и определяет, что весь полёт длился 4,6 секунды (2,3 с вверх и столько секунд же вниз) – в точном соответствии с лунной гравитацией. И действительно, если в формулу равноускоренного движения подставить высоту, с которой падает предмет (в самой верхней точке вертикальная скорость равна нулю), то получается величина ускорения 1,57 м/с 2 , что очень-очень близко к значению ускорения свободного падения на Луне, 1,62 м/с 2 (рис.XV-2).
Рис.XV-2. Расчёт величины свободного ускорения при известной высоте подъёма и времени падения.
Итак, падающий предмет на Луне движется по времени ровно столько, сколько он должен падать по законам физики. Казалось бы, всё доказано. Однако автор знает, что с каждым годом всё больше становится людей, которые считают себя реалистами и которые понимают, что 50 лет назад не было никакой технической возможности отправить человека на Луну и, главное, вернуть его оттуда живым. Защитники НАСА (насароги) называют таких людей “скептиками”. Так вот эти скептики утверждают, что видео на самом деле снято на Земле, просто замедлено в 2,46 раза, чтобы скомпенсировать разницу в ощущении между лунным и земным притяжением.
Тогда автор ускоряет видео, предоставленное НАСА, в 2,46 раза и показывает, что в этом случае падение предметов выглядит, действительно, «как на Земле». Предмет взлетает и падает так, что это один к одному похоже на земной бросок. Но что при этом происходит с астронавтом? Астронавт при этом выглядит слишком суетливым. Автор показывает ещё два других броска, ускорив показ в 2,46 раза. И снова все предметы после броска движутся именно так, как мы привыкли видеть в земных условиях. Казалось бы, этот приём лучше всего доказывает, что всё действие снято на Земле. Но автора не устраивает тот факт, что при таком показе астронавт семенит ногами довольно быстро. Автор считает, что актёр, изображающий астронавта в скафандре, в принципе не может быстро семенить ногами. Именно поэтому он считает доказанным, что данное видео снято именно на Луне.
Вот это видео (можно начать смотреть с 1 мин 24 с):
Нас же сейчас не очень интересует вопрос – может ли актёр в бутафорском скафандре двигать руками и ногами в 2 раза быстрее, чем он это делает в повседневной жизни? Это скорее, философский вопрос – может ли человек повернуть головой влево-вправо быстрее, чем он это делает обычно, например, быстрее в 2 раза? Может ли он повернуться вокруг своей оси в 2,5 раза быстрее, чем он это делает, когда разглядывает природу вокруг? Вот вы, например, сможете?
Нас интересует другое. Нас интересует длина полёта, перемещение по горизонтали, от точки старта до финиша – рис.XV-3.
Рис.XV-3. Длина полёта по горизонтали.
Брошенный вверх под углом к горизонту предмет движется вдоль вертикальной оси OY вначале равнозамедленно, а потом, когда скорость упадёт до нуля, начинает двигаться по оси OY равноускоренно, в то время как движение по горизонтальной оси OX является равномерным, если нет сопротивления среды (воздуха) — рис.XV-4.
Рис.XV-4. Расчёт перемещения по горизонтали.
При этом горизонтальная составляющая скорости равна проекции начальной скорости на ось OX, т.е. зависит от косинуса угла, образованного с горизонтом.
Судя по картинке, предмет брошен под углом около 60°.
Чтобы определить дальность полёта, нам необходимо знать начальную скорость броска. Она легко определяется из времени полёта и величины свободного ускорения.
Дело в том, что траектория движения состоит из трёх частей. Вначале мешок лежит неподвижно, внизу его скорость равна нулю. Астронавт подхватывает его палкой и подбрасывает вверх. Палка поднимается до высоты примерно 1,3 метра, а дальше мешок летит самостоятельно. Следовательно, первые 1,3 метра наблюдается равноускоренное движение, потом палка опускается вниз, а мешок по инерции продолжает движение вверх. В этот момент (в момент отрыва мешка от палки) он имеет максимальную скорость, и движение превращается в равнозамедленное. В верхней точке, которую автор называет апексом, вертикальная составляющая скорости уменьшается до нуля. Первая часть траектории (до отрыва мешка от палки) занимает 0,5 с (рис.XV-5).
Рис.XV-5. Отрыв пакета от палки происходит через 0,5 с (рисунок справа).
Дальше подъём вверх по инерции занимает 1,8 с. Чтобы подняться на такую высоту, предмет должен иметь скорость отрыва (при броске под углом 60°) чуть больше 4 м/с:
V = t*g / 2 sin α = 4,6 * 1,62 / 2 * 0,866 = 4,3 (м/с)
С такой скоростью дальность полёта составит примерно 10 метров:
L = v * cos α * t = 4,3 * 0,5 * 4,6 = 9,89 (м)
Много это или мало, 4,3 м/с? Если бы с такой скоростью во время занятий на физкультуре школьник подкинул ногой резиновый мячик, то он улетел бы (вы не поверите!) меньше, чем на 2 метра в длину.
Как ещё можно охарактеризовать скрость броска 4,3 м/с? Представьте, что вы сидите дома на стуле, а на ногах у вас домашние тапочки. И вот вы ногой раз – подкинули тапок, и он отлетел на 2 метра. Когда вы начнёте экспериментировать с тапком, возможно, у вас не сразу получится бросить на 2 метра, поскольку без предварительной тренировки тапок будет норовить отлетать метров на 5.
Поэтому бросок, показанный на видео в миссии «Аполлон-16», скорее похож на бросок трёхлетнего ребёнка – ведь лёгкий предмет удалось подбросить всего на 2 метра выше головы!
Да и другие броски, показанные в этом месте, тоже выглядят не впечатляющими. Астронавты начинают ломать какой-то научный прибор, отламывают металлическую консоль, похожую на палку, швыряют её вдаль, потом отламывают боковую стенку, похожую на лист фанеры, и тоже швыряют её. И все эти броски — очень скромненькие, все обломки летят низенько-низенько и пролетают 10-12 метров. Хотя видно, что они с силой и большим замахом кидают обломки. Но результат – плачевный. Что-то слабовато для тренированных мужиков! — Рис.XV-6.
Рис.XV-6. Броски предметов при разной скорости воспроизведения .
А может, на самом деле они не такие уж слабенькие, просто их реальные движения замедлили в 2,5 раза? Ведь если признать, что съёмки данного эпизода производились на Земле, то получается, что реальная скорость броска не 4,3 м/с, а значительно больше — около 10 м/с.
Если вы возьмёте тапок в руку и швырнёте его с начальной скоростью 10 м/с под углом 45° к горизонту, то он отлетит на 10 метров. Много ли это? С такой длиной полёта, в 10 метров, даже девочки 9-10 лет в школе не получат зачёт по физкультуре. Девочки 9-10 лет должны бросить мяч весом 150 г на 13-17 метров (рис.XV-7).
Рис.XV-7. Нормативы ГТО для школьников (метание мяча).
А мальчики в этом возрасте (9-10 лет) должны швырнуть мяч на 24-32 метров. С какой же скоростью должен вылететь мяч из руки 9-летнего мальчика, чтобы тот сдал нормативы ГТО на золотой значок? Подставляем в формулу длну пути (32 м) и получаем скорость – 17,9 м/с.
Мы все знаем, как выглядят 9-летние школьники — это ученики 2-3 класса (рис.XV-8).
Рис.XV-8 . Ученики 2-го класса.
А теперь представьте, что с такой же силой и с такой же скоростью, что и 9-летний школьник, астронавт на Луне швырнул предмет под 45° под углом к горизонту. Знаете, на сколько метров должен улететь мяч? Внимание! Барабанная дробь… На сцену выходит девушка с табличкой, где указан этот рекорд! (рис.XV-9).
Рис.XV-9. На столько метров должен улететь мяч на Луне.
Предмет на Луне должен улететь на 107 метров! Конечно, ничего даже близкого к этому, в лунных миссиях мы не видим. Предмет от астронавтов отлетает вдаль всего на 10 метров, максимум, на 12. И скажем вам честно, дальше запрещено кидать. И вот почему.
Если вы приглядитесь к «лунному» пейзажу, то заметите, что примерно по середине кадра проходит горизонтальная линия, где меняется фактура лунного грунта. Вы уже знаете, что в этом месте насыпной грунт в павильоне переходит в изображение грунта на вертикальном экране. И мы понимаем, что для создания этого кадра использовалась фронтпроекция, дальний пейзаж – изображение картинки с проектора. А поскольку установка фронтпроекции требовала точного совмещения осей проектора и съёмочного аппарата, то однажды выставленные взаимные расположения экрана, проектора, полупрозрачного зеркала и съёмочного аппарата не менялись.
Мы знаем, что Стенли Кубриком была отработана технология фронтпроекции с расстоянием до экрана 27 метров. До границы раздела сред в этом эпизоде как раз 27 метров, а до актёров на переднем плане – 9-10 метров. Съёмка производится широкоугольным объективом. Актёры стараются перемещаться в одной плоскости, обходя друг друга и не удаляясь от камеры дальше, чем на 10-11 метров. Когда они швыряют тяжелые предметы, те, пролетев около 10 метров, ударяются о поверхность, подпрыгивают раз-другой, и ещё откатываются на 3-4 метра. Таким образом, брошенный предмет останавливается порой в 2-3 метрах от экрана. Кидать предметы дальше – просто опасно – они могут проткнуть дырку в «пейзаже». Поэтому астронавты слегка подкидывают предметы вверх на 3-4 метра или бросают вдаль на 10-12 метров. Ждать, что они покажут бросок на 50 или 100 метров в длину – просто бессмысленно.
Источник