Mi lenne, ha? 2. - Újabb, komoly tudományos megalapozottságú válaszok abszurd hipotetikus kérdésekre [outlet]

Randall Munroe, a Mi lenne ha...?, a Hogyan... és a Magyarázókönyv hazánkban is népszerű szerzője ezúttal is az olvasóitól kapott, őrültebbnél őrültebb elméleti és alapvető kérdésekre ad frappáns válaszokat.

Tűzoltó rúdon csúsznál le a Holdról a Földre? Ragyogó ötlet! Csak tudd, a sikeres földet érés nem elhanyagolható szempont. A légkör hőmérsékletét szeretnéd csökkenteni? Bravó! Mondjuk úgy, hogy a világ összes hűtőgép-tulajdonosával egyszerre nyittatnád ki a frigójuk ajtaját? Előbb azért vegyük át röviden a termodinamika alapjait. Vagy ha kíváncsi vagy, milyen lenne egy helikopter szárnylapátján utazni, netán valódi lávából készítenél lávalámpát, vagy működő gejzírbe ugranál - ne félj, itt pontos magyarázatot kapsz arra, miért ne valósítsd meg ezeket a nagyszerű ötleteket.

A hozzá befutott olvasói kérdések megválaszolásához Munroe a legújabb tudományos kutatások eredményeiből indul ki, legyen szó akár a hinta fizikájáról, akár egy repülőgép-katapult tervezéséről. Világos, tömör megfogalmazásai mellett nagyban segítik az értelmezést a minden komolyságot nélkülöző pálcikaember-grafikák.



A szerzőről:
Randall Munroe a Mi lenne, ha...? tudományos kérdezz-felelek jellegű blog szerzője, valamint a népszerű internetes képregény, az xkcd atyja is. Korábban a NASA robotikai részlegének munkatársa volt, de 2006-ban kilépett az űrügynökségtől. Jelenleg teljes munkaidőben webképregény-rajzolóként dolgozik. Massachusettsben él.

7. T-REX-TÁP

K.: Ha szabadon engednénk New Yorkban egy T-rexet, hány embert kellene naponta elfogyasztania, hogy fedezze a kalóriaszükségletét?

– T. Schmitz

---

V.: Körülbelül egy felnőtt FELÉT, vagy egy tíz év körüli gyereket.

A Tyrannosaurus rex testtömege nagyjából akkora lehetett, mint egy elefánté.^[1]

Senki sem lehet egész biztos abban, hogy milyen volt a dinoszauruszok anyagcseréje, de valószínűleg nagyjából 40 000 kalóriát tehetett ki a napi élelemadagjuk.

Ha abból indulunk ki, hogy a dinoszauruszok anyagcseréje a ma élő emlősökéhez hasonlított, akkor feltételezhetjük, hogy az elfogyasztott táplálék napi 40 000 kalóriánál jóval többet tett ki. Jelenlegi ismereteink szerint a dinoszauruszok sokkal aktívabb életmódot folytattak (mondhatni, „forróvérűbbek” voltak), mint manapság a kígyók és a gyíkok, ezért valószínűsíthető, hogy az igazán nagy példányok táplálkozási szokásai inkább a komodói varánuszéhoz hasonlítottak, mint, mondjuk, az elefántéhoz vagy a tigriséhez.^[2]

Persze tudnunk kell azt is, hogy hány kalória egy ember tápértéke. Ez az adat szerencsére könnyen hozzáférhető egy dinoszauruszos képregény, a Dinosaur Comics alkotójának, Ryan Northnak köszönhetően, aki piacra dobott egy pólót, amelyen feltüntette az emberi test tápértékét. A Ryan-féle pólón látható adatok szerint egy 80 kilós ember hozzávetőlegesen 110 000 kalória, vagyis egy T-rex energiaigényét egy ember elfogyasztása két napra fedezné.^[3] New York városában 2018-ban száztizenötezer gyermek született. Ez a mennyiség egy körülbelül háromszázötven példányból álló tiran­no­szau­rusz­populáció élelmezésére lenne elegendő. Bár tény, hogy figyelembe kell vennünk a bevándorlók számát, és ami még ennél is fontosabb, az elvándorlók számát is – a körülményekre való tekintettel ez utóbbi valószínűleg jelentősen megnövekedne.

Világszerte harminckilencezer McDonald’s étterem van, amelyek összesen körülbelül tizennyolcmilliárd hamburgerpogácsát adnak el évente,^[4] vagyis éttermenként átlagosan napi ezerkétszázötven eladott hamburgerrel számolhatunk. Ez az ezerkétszázötven hamburger összesen nagyjából 600 000 kalóriát tesz ki, vagyis egy T-rexnek mindössze napi nyolcvan hamburgert kellene elfogyasztania a túléléshez. Egyetlen McDonald’s tucatnyinál is több tirannoszaurusz hamburgeralapú élelmezését el tudná látni.

Ha New Yorkban élsz, és meglátsz egy T-rexet, semmi ok az aggodalomra! Nem kell azon morfondíroznod, hogy melyik barátodat áldozd fel magad helyett, egyszerűen csak vegyél nyolcvan hamburgert! És ha a T-rex mégis inkább a barátodra fenné a fogát, annyi baj legyen! Az a nyolcvan hamburger megmarad neked.

Különben is, lehet, hogy nem igazi barát volt, hanem csak egy ismerős.

^[1] Ezt mindig is furcsállottam, ugyanis az a kép él bennem, hogy egy elefánt körülbelül akkora, mint egy autó vagy legfeljebb egy teherautó, a Jurassic Park T-rexe azonban olyan hatalmas, hogy simán átgázol a kocsikon. Viszont a Google-ban, a képek közt az autó + elefánt találataiból egyértelműen látszik, hogy egy elefánt éppúgy a kocsik fölé tornyosul, ahogy a T-rex a Jurassic Parkban. Pompás! Mostantól az elefántoktól is parázhatok…

^[2] Ami a hatalmas Sauropodákat illeti, ebben biztosak lehetünk, ugyanis ha az emlősökhöz hasonló táplálkozási szokásaik lettek volna, túlmelegedett volna a szervezetük. Ugyanakkor a T-rex méretű dinoszauruszokat illetően nagy a bizonytalanság.

^[3] Egy T-rex minden bizonnyal szívesen fogyasztana el egy ültő helyében akár több napra vagy hétre elegendő élelmet is, és ha erre lehetősége nyílna, valószínűleg egyszerre befalna egy csomó embert, majd egy ideig nem táplálkozna.

^[4] Az 1990-es évek közepén felhagytak azzal, hogy büszkén hirdessék, hány milliárd rendelésük volt, ezért itt csak egy durva becslés szerepel.

---

2. ROTORUTAZÁS

K.: Mi lenne, ha miközben egy helikopter rotorlapátján kapaszkodsz, beindítanák a gép motorját?

– Corban Blanset

---

V.: LEHET, HOGY AZT KÉPZELED, olyan lenne, mint egy menő akciófilmben, vagyis valami ilyesmi:

Nos, ez esetben csalódást kell okoznom, ugyanis ami valójában történne, az inkább ehhez hasonlít:

Egy kis időbe telik, mire a helikopter rotorja eléri a megfelelő sebességet. A rotor a beindítását követő tíz-tizenöt másodperc alatt teszi meg az első teljes fordulatot, vagyis viszonylag sokáig lennél abban a nem feltétlenül kellemes helyzetben, hogy farkasszemet nézel a pilótával, és csak ezt követően kerülnél ki a látóteréből, amikor elfordul a rotor.

Szerencse, hogy másodszorra, a rotor fordultával már nem kellene szemezned a pilótával, ugyanis villámgyorsan lerepülnél a szárnylapátról. A szárnylapát sima felületén megkapaszkodni akkor is nehéz, amikor a rotor nem forog, de tételezzük fel, hogy sikerül kényelmes fogást találnod rajta. Ebben az esetben is lerepülnél, még mielőtt befejeződik az első teljes fordulat. A helikopter szárnylapátjai elég nagyok, emiatt tűnik úgy, hogy a ténylegesnél sokkal lassabban mozognak. Egyszerűen nem vagyunk hozzászokva, hogy ilyen hatalmas tárgyak ilyen nagy sebességre képesek. Amikor a helikopter az indítóálláson van, és a rotorja lassan forog, a szemlélő számára úgy tűnhet, hogy a szárnylapát olyan könnyed és kecses, mint a babaágy fölé függesztett forgójáték. Viszont ha megpróbálnál megkapaszkodni a szárnylapát végében, meglepődve tapasztalnád, hogy micsoda erővel repít kifelé.

A rotornak a beindítástól kezdve öt-tíz másodperc kell, hogy megtegye az első félfordulatot. Ha történetesen épp a szárnylapát végében kapaszkodnál, már ekkor is észrevehetően lendülnél kifelé, és a centrifugális erőhatás miatt úgy éreznéd, még plusz 5-10 kilót kell megtartanod a karoddal. Szerencsére a legtöbb helikopter szárnylapátjai viszonylag közel vannak a talajhoz, úgyhogy a kilökődés okozta esést megúszhatnád kisebb karcolásokkal, de persze a méltóságodon esne némi csorba.

Ám ha mégis sikerülne megkapaszkodnod a rotorban, ennél sokkal kellemetlenebb következményekkel volnál kénytelen szembenézni. A dolgok nagyon hamar nagyon rosszra fordulnának. Mire a szárnylapát megtesz egy teljes fordulatot, a centrifugális erő már meghaladja a Föld tömegvonzásának erejét, és ennek következtében kifelé lendülnél. Ez az erőhatás olyan terhelést jelentene számodra, mintha a saját súlyodon felül egy másik, beléd csimpaszkodó embert is el kellene bírnod.

Ha tényleg nagyon, de nagyon erősen kapaszkodsz, még akkor is komoly erőfeszítésedbe telne, hogy meg tudd tartani magad. Ha pedig egy teljes kört akarnál megtenni a rotoron, mindenképp szükséged lenne valamilyen trükkös szerkezetre, amely a kezedet a szárnylapáthoz rögzíti.

Tételezzük fel, hogy a rotor normál ütemben gyorsul, és valahogy sikerül rögzítened magad rajta! Nos, egy újabb teljes fordulatot követően már csaknem vízszintes helyzetbe lendülnél ki, és a karjaidra a testtömeged sokszorosának megfelelő erő hatna. Ha húsz másodpercen át így maradnál, és a rotor másodpercenként egy teljes fordulatot tenne, úgy éreznéd, hogy többtonnányi súlyt kell megtartanod a karoddal. Harminc másodperc elteltével mindenképp elengednéd a forgószárnyat: vagy így, vagy úgy. Szóval lehet, hogy a karjaid stabilan lennének a rotorhoz rögzítve, de a testedhez már nem…

A mutatvány a helikopter számára sem lenne kellemes, ugyanis a rotor így nem tudna a normál üzemmódnak megfelelő ütemben gyorsulni. Az az erőhatás, amelyik a karjaidat érné, a helikopterre is hatna. A forgószárnyakat úgy tervezték, hogy többtonnányi terhelést kibírjanak, viszont ennek feltétele az erőhatás egyenletes eloszlása. Ha az egyik nagyobb erőhatásnak van kitéve, mint a másik, akkor a helikopter előre-hátra fog rángatózni, hasonlóan egy nem megfelelően kiegyensúlyozott mosógéphez. Már akkor is kellemetlenül erős vibrációra számíthatnánk, ha mindössze néhány dekányi súlyt helyeznénk az egyik forgószárny tövéhez (vagy éppenséggel ennyit vennénk el róla). Ha pedig egy átlagos ember tömegével terhelnénk a rotort, ráadásul a szárnyvégnél, azt tapasztalnánk, hogy a helikopter rángatózni kezd, megpördül, és darabokra hullik jóval azelőtt, hogy a rotor elérhetné a megfelelő sebességet.