@ 2015.01.19 , 10:00
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WHAT IF: 月球泳池

如果在月球上挖个大湖,然后在里面游泳将会是怎样的体验?假设那里有大气层保护,或者有巨大穹顶的情况下。
——Kim Holder

这绝对是一个糙级赞的想法啊!

事实上俺认为,这TM应该就是我们登月的第一动机好不好!起码比肯尼迪给出的理由好太多了!

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据我所知,苏联人已经对磕松子的技术驾轻就熟:抓过一兜松子……吭哧吭哧吭哧

漂在水面上的感觉和在地球上差不多,因为浮力主要和你的身体的密度有关系,和重力关系不大。

潜水的感觉也和在地球上的差不太多,阻力来自水的惯性,而惯性是物质的基本属性,也和重力无关。职业泳者在水下的游泳速度在月球上也差不多是2米/秒的样子。

除此以外,剩下的就都是酷炫了。浪更高、水花更烈,泳者跃出水面的时候宛如海豚。

关于海豚出水背后的数学知识,很长的一段注释:

用最简单的算法,可以得到一个粗略的答案,就是把泳者看作一个简单的抛射体。公式是:

(速度^2) / (2×重力)

从此我们可以得知,以游泳世界冠军的能耐,2米/每秒的动能,在地球重力的束缚下,只够把他的身体举高20厘米。

不过这不是绝对精确,但起码让我们知道在海豚的泳功前,人类只能给跪。但是为了得到更加精确的结果(后面我们可以用到月亮上),我们还要加入其他因素计算在内。

当泳者刚在水面冒头,他们并不用负载全身的重量;因为有浮力拖着抵消了一部分。随着身体离开水面的比例变大,身体受到水的浮力逐渐变小。因为重力恒定,所以身体的重量增加。

你可以算出要让身体彻底垂直跃出水面所需要的能量,但是这是一个比较复杂的积分问题(水下的部分的身体和垂直出水部分的身体的积分问题)。而且这还和身材有关系。在身体完全跃出水面之前,这可以让计算结果相差了半个身高——或者少一些。

还有一个要考虑的因素是,泳者会在彻底离开水面之前持续蹬水。当泳者还在水中,超最高速度加速的时候,水的阻力等于他们两腿扑腾的力量……还有他双手划水的力量—……划水?不知道这个词用得准不准确。

不管怎么样,当泳者跃出水面,虽然水阻力基本消失,但他们还会继续蹬几下水。要算出这几下能添几分力,因为所做的功 = 力 X 距离,所以需要把脚劲乘以破水后剩下离水的距离。距离大概等于身体大部分的程度,1~1.5米的样子。从 Google 找来的答案说,对于一名优秀的游泳救生员为例,可以头顶10磅重的东西游上一段,也就是说,他们蹬水的力道大概是50牛以上。

我们可以把这些素材穿成一个大公式:

出水高度 = [(12× 体重 × (最高速度)^2 + 蹬水力量 × 身高 / 地球重力 × 体重)] + (水浮力修正)

所以基本上,我们在月球游泳的话,至少能跃出水面一米以上。如果是飞鱼菲尔普斯的话,可以达到2~3米。

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菲尔普斯不断跃出水面,向《人鱼童话》里的演员大笑致敬。

装备脚蹼的泳者,能比一般泳者游得快很多(不过戴上脚蹼的游泳冠军也快不过赤脚跑步的,哪怕是穿着脚蹼跑步的,就算是穿着脚蹼跨栏的也不行)。

穿单蹼的蹼泳健将,每秒可以游3.2米,可以玩出非常惊人的出水动作——哪怕是在地球上。根据这份纪录上的成绩,月球上的蹼泳者,可以跃出水面4~5米高。换句话说,他们在月球上,可以把高台跳水反过来玩,改成「跃上高台」。

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切~~这家伙肯定是反过来跳水,砸了个大水花,然后把视频倒放了!(这种把戏我们在无聊图看得太多了)

不过,我们还可以玩得更 high。一份2012年的论文的题目叫《微重力情况下的人类水上飘的研究》,结论是,虽然人类无法在地球上玩出水上飘,但勉强可以再月球上做到(我强烈推荐各位蛋友读一下这篇论文,特别是第二页上那个好玩的实验)

由于月球表面引力较弱,所以更容易打出水花,就和泳者出水更高一样道理。结果就是更浪的浪,和更浪的花。术语上描述月球泳池就是:可溅性高。

为了避免池子里的水很快就被玩没了,池子边得要设计一下,要么可以做得更高,但这样就破坏了月球游泳的另一大乐趣:「滑来滑去」:

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如果我们将来在月球上盖基地的话,我100%赞成在上面挖个游泳池。当然,把这么多水嫩上月球(相当于135匹大马)得花不少钱(就弄一个后院里2升水大小的水缸,用可回收商用月球机器人分3000份,10次运输,官方报价大概是720亿美金)。不过,如果真是要盖月球基地,送点水上去也是理所应当的事情(让 NASA 来干这活可能能省不少钱,所以我鼓励 NASA 做几次试验确定具体数据)。

最后,这并不是完全不可行的事情。家用小池子的重量大概和四个阿波罗月球登陆舱差不多。未来,NASA 和波音公司开发的下一代太空载具 NASA SLS 或者当代钢铁侠 Musk 的 SpaceX Falcom Heavy,能在不多的往返里,搭载足够池水去月球。

所以,如果你真已经被打动了,下一步要做的就是给 Elon Musk 打电话,问个确定的报价。

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咦,为啥会有3秒延迟?

本文译自 xkcd,由译者 Junius 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 21+1

  1. tentacle
    @3 years ago
    2665580

    那堆莫名其妙的注哪去了,没翻译出来吗

  2. 等等Eric.
    @3 years ago
    2665582

    咦,为啥会有3秒延迟?

  3. 2665584

    阿哈哈哈哈哈哈哈哈 这集的槽点为何乳此好笑!

    [24] XX [0] 回复 [0]
  4. 阿木
    @3 years ago
    2665585

    氢氧直接合成H2O

    [12] XX [0] 回复 [0]
  5. 2665591

    终于有机会游速过40s/50m了…………惭愧啊

  6. weakbeing
    @3 years ago
    2665611

    south park..

  7. 冬冬
    @3 years ago
    2665630

    题图好评啊~
    1993年的电影《Free Willy》

  8. 学生
    @3 years ago
    2665652

    老师不给力啊老师

  9. ouzzyme
    @3 years ago
    2665676

    原文链接呢?《微重力情况下的人类水上飘的研究》我TM去哪找去

  10. 暖暖阳光
    @3 years ago
    2665677

    小编把你的联系方式给我,我决定把你挖走

  11. 2665680

    求配图字体

  12. 幕后煮屎者
    @3 years ago
    2665739

    http://www.plosone.org/article/fetchObject.action?uri=info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0037300&representation=PDF
    不知道能不能正常发,里面的论文,居然还真有专门提到月球重力下的情况哦。

  13. brothershort
    @3 years ago
    2665744

    公式是:(速度^2) / (2×重力加速度)

  14. he11oboy
    @3 years ago
    2665791

    在月球上人应该能游得更快吧,因为水的重力变小了,人可以更快的踩水和划水。

  15. 老濕
    @3 years ago
    2665794

    更浪的狼?更浪的花?可濺性?

    Junius老大真有才~XDD

  16. 恺恺
    @3 years ago
    2666005

    换一次水720亿美元的游泳池
    地球上能承受这个价格的富豪也没几个吧

  17. 老濕
    @3 years ago
    2666057

    另外,剛剛留意到~~鋼鐵俠的太空船是 Falcon ~

  18. 好色猴子
    @3 years ago
    2666158

    那游泳池可以设计成一个大碗,里面的人汤就不会到处溅了

  19. 2666256

    月球表面天天下微
    陨石~不小心就被打穿

  20. edwin1315
    @3 years ago
    2666587

    @等等Eric.: 因为地球月球距离,电波来回是2秒-3秒之间

  21. dokifool
    @2 years ago
    2913594

    关于运水问题以后在月球上直接从人的尿里提取就行了~

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