Okazuje się, że z punktu widzenia fizyki lot sań Świętego Mikołaja nie jest niemożliwy. Tak twierdzą studenci fizyki z Uniwersytetu w Leicester, którzy kilka dni temu opublikowali opracowanie na ten temat w magazynie “Journal of Physics Special Topics”. Sanie trzeba by jednak poddać pewnym modyfikacjom. Musiałyby na przykład mieć skrzydła i to równie wielkie jak pasażerskie samoloty.
Zainspirowani filmem “Elf” z 2003 roku, w którym słabnącego świątecznego ducha tradycyjnie napędzającego wyładowane prezentami sanie święty Mikołaj postanowił zastąpić silnikiem odrzutowym, fizycy policzyli, jakie parametry powinien mieć taki silnik. Obliczenia wykazały, że jego siła ciągu powinna być porównywalna z tą, jaka wytwarza silnik rakiety Saturn V NASA lub 150 silników Boeinga 747-400. No i żeby wytworzyć odpowiednią siłę nośną, sanie musiałyby się poruszać z prędkością co najmniej 5500 metrów na sekundę, czyli 19 800 kilometrów na godzinę. To prędkość ponad 10 razy większa niż dźwięku.
“Doszliśmy do wniosku, że silnik odrzutowy świętego Mikołaja musi być niezwykle potężny, w związku z czym on i elfy muszą mieć dostęp do zaawansowanych technologii” – przekonuje Ryan Rowe, jeden z autorów artykułu.
Celem studentów było stworzenie prostego modelu, który zastosowałby podstawowe pojęcia fizyczne do rozwiązania problemu, jak utrzymać sanie w locie. Obliczenia uwzględniały masę sań i masę prezentów, masę dziewięciu reniferów i świętego Mikołaja pominięto jako nieistotne. Zresztą, skoro jest silnik, to po co renifery. Założono, że święty Mikołaj porusza się XIX-wiecznymi saniami brytyjskiej marynarki wojennej, które ważyły 635 kg. Aby mogły wzbić się w powietrze, dodano im parę skrzydeł Boeinga 747.
Żeby sanie świętego Mikołaja utrzymały się w locie poziomym, ich ciężar musi być równoważony przez siłę nośną. A ta powstaje dzięki powietrzu, które opływając skrzydło od góry ma niższe ciśnienie niż powietrze przepływające pod skrzydłem. Biorąc pod uwagę ciężar sań i prezentów, aby powstała odpowiednia siła nośna, musiałyby pędzić z prędkością 19 800 km/h. Silnik, który rozpędziłby sanie do tej prędkości i jeszcze pokonał opór powietrza, musiałby mieć ciąg 38 milionów niutonów. To mniej więcej tyle, ile pojedynczy silnik rakiety Saturn V wykorzystywanej przez NASA w programach Apollo i Skylab.
Magazyn “Journal of Physics Special Topics” pozwala studentom fizyki z Leicaster poznać proces pisania i recenzowania prac naukowych. I chociaż zamieszczone w nim artykuły nieraz dotyczą błahych lub zabawnych zagadnień, pisząc je i recenzując prace kolegów, studenci postępują według przyjętych w świecie nauki zasad.
“Proces, przez który przechodzą studenci, naśladuje proces publikacji prac prawdziwych fizyków badawczych pracujących nad tak ekscytującymi tematami jak czarne dziury czy leczenie raka” – powiedział “Mail Online” profesor Mervyn Roy, dyrektor ds. edukacji Katedry Fizyki i Astronomii w Leicester. “Musimy badać nowe problemy i podchodzić do ich rozwiązywania w kreatywny sposób, ale też jasno przedstawiać nasze odkrycia, a wyniki poddawać weryfikacji przez innych naukowców w ramach procesu recenzowania” – tłumaczy ideę pisania przez adeptów fizyki prac o świętym Mikołaju dyrektor. (PAP Life)
agf/ moc/