Você não precisa ficar na frente de um rifle para ver a mesma física de resistência em ação - você pode ver isso por meio de atividades cotidianas, como andar de bicicleta, ou pulando em seu carro, ou menos atividades cotidianas, como uma viagem de volta ao espaço.

E todos os dias o mesmo processo salva inúmeras vidas, conforme a atmosfera para, e na maioria dos casos vaporiza, meteoros que se lançam em nossa direção do espaço.

Como parar uma bala

No episódio de Life on the Line, Todd Sampson é baleado à queima-roupa por um AK-47. Não é um spoiler dizer que ele não morre, demonstrando assim que a água, que é 1000 vezes mais denso que o ar, parará uma bala com uma rapidez notável.

Professor Geoffrey Taylor, da Universidade de Melbourne, afirma que a resistência (também conhecida como arrasto) pode ser descrita como uma série de colisões.

"À medida que a bala atravessa a água, ela está dissipando sua energia em muitas e muitas colisões com squillions e squillions de átomos - cada uma tirando apenas uma pequena quantidade de energia, "diz o professor Taylor, que forneceu aconselhamento científico para o episódio.

Cada vez que a bala atinge uma molécula de água, parte da energia que impulsiona a bala para a frente é transferida para a molécula de água. Quando toda a energia que move a bala para frente foi transferida por meio de colisões, a bala para.

As moléculas de água são embaladas de forma muito mais compacta do que as moléculas de ar e, portanto, na água, há muito mais colisões conforme a bala avança, e a bala para muito mais rapidamente.

"A física que leva ao fato de que ele não será morto pelo AK-47 é a mesma que usamos para melhorar a eficiência dos carros, e é a mesma física que ajuda os ciclistas a encontrar a posição de pilotagem mais eficiente, "Professor Taylor diz.

Enquanto o episódio, que também apresenta o medalhista olímpico e matemático Cameron McEvoy, demonstra o efeito que diferentes fluidos têm na resistência, O professor Taylor diz que também devemos levar em consideração outras propriedades, como a forma do objeto em movimento, sua velocidade, e a quantidade de energia que carrega.

Forma - batidas elegantes em bloco

A forma de uma bala é projetada para que, conforme se move pelo ar, colide com o mínimo possível de partículas de ar, e cada colisão transfere a menor quantidade de energia.

Imagine uma bola de bilhar ricocheteando em outra bola e depois compare isso a acertar com a cabeça. A bola de relance reterá a maior parte de sua energia e velocidade, enquanto a cabeça na colisão pode parar a bola morta.

Uma forma em forma de bala cria mais colisões visuais e menos colisões frontais do que uma forma plana na direção do percurso. Portanto, ele viaja muito mais longe antes de perder sua energia. Os carros modernos são concebidos de forma semelhante para ter uma forma aerodinâmica, o que lhes permite viajar mais rápido e usar menos combustível.

"Se você olhar para a eficiência dos carros e seu design, a aerodinâmica é muito importante, “O professor Taylor diz.“ Em estradas abertas, a forma tem um impacto enorme na eficiência do combustível.

"Pegue um carro esportivo; é aerodinâmico e rasteiro, e depois pegue um SUV; também pode ter uma forma aerodinâmica, mas fica mais alto. Você possivelmente não pode, todo o resto sendo igual, têm a mesma eficiência de combustível.

"É a mesma razão pela qual os ciclistas que fazem um contra-relógio se agacham para diminuir a área que fica de frente para o vento."

Velocidade - quanto mais rápido você for, maior será a resistência

Um bom ciclista, O professor Taylor está muito ciente da resistência em ação. Ele diz em velocidades lentas, a resistência do ar é apenas um pequeno componente das forças que atuam sobre o ciclista, e o atrito da estrada tem um efeito mais lento.

"Mas a 30 kmh, a resistência do vento se torna a força dominante, "diz o professor Taylor.

"Qualquer um que já andou de bicicleta sabe que se você está descendo uma colina e sentando em linha reta, a força do ar em seu peito é enorme."

E para ciclistas profissionais, que alcançam velocidades superiores a 60 kmh, a resistência do vento é um grande impedimento. Mesmo uma pequena mudança na resistência pode levar a um grande impacto no desempenho, daí a Lycra que abraça o corpo e os capacetes aerodinâmicos usados ​​por pilotos de velódromo, bem como a posição de condução de aspecto desconfortável.

"É absolutamente essencial para esses caras entrarem em túneis de vento e olharem suas posições, e ajustar a altura do assento em um milímetro aqui ou ali, e seu guidão por um milímetro aqui ou ali, "Professor Taylor diz.

Energia - cada colisão produz calor

Quanto mais rápido algo está viajando, quanto mais energia tem, e, portanto, mais energia precisa ser transferida por meio de colisões para desacelerá-la. Não há exemplo mais dramático disso do que uma estrela cadente.

Uma estrela cadente é um meteoro que atinge a atmosfera terrestre. Ele está viajando tão rápido (geralmente mais de 10 quilômetros por segundo), o intenso calor causado pela enorme taxa de colisões com partículas de ar começa a queimá-lo e, na maioria dos casos, ele vaporiza bem antes de atingir a terra.

As naves espaciais enfrentam o mesmo risco ao reentrar na atmosfera da Terra.

"O ônibus espacial é coberto por ladrilhos de cerâmica porque a velocidade com que a energia é dada às moléculas de ar aumenta enormemente sua temperatura. Você precisa de ladrilhos de cerâmica que possam resistir a milhares de graus, ou então você frita. "