Как я могу осмысленно определить затраты энергии на магическую левитацию?

В мире, который я создаю, есть форма «магии»¹, которая по сути равносильна телекинезу, основанному на метаболизме. В частности, максимальный предел мощности составляет примерно 20 Вт/кг по отношению к весу человека (эквивалентно «напряженным упражнениям», т.е. не тому, что человек может поддерживать слишком долго).

Для простоты я условно считаю эту «магию» эффективной на 100%. Это нормально для занятий, связанных с Работой (определение физики), но я сталкиваюсь с проблемами при рассмотрении левитации.

Левитацию можно рассматривать как приложение к объекту постоянного «магического» ускорения для противодействия гравитации. Проблема заключается в том, что мощность , необходимая для ускорения объекта при наличии «двигателя» со 100%-ным КПД, зависит от скорости. Другими словами, если я просто держу неподвижный объект в воздухе (скорость равна нулю), необходимая энергия равна нулю ! (См. также это .) Это «очевидно» чепуха.

Как я могу переформулировать это, чтобы иметь возможность сделать разумное заявление о том, сколько энергии стоит использовать мою «магию»? Обратите внимание, что я хочу иметь возможность делать такие вещи, как поднимать и удерживать небольшие предметы с затратами энергии, сравнимыми с выполнением того же действия с помощью мышечной силы. (Это та же магическая система, что и в вопросе « Создаст ли общество, использующее магию, живые батареи?» ; см. этот вопрос для получения более подробной информации/примеров.)

В конечном счете, я хочу знать, могут ли а) люди левитировать себя и б) могут ли они замедлить себя до остановки в случае падения с высоты, автомобильной аварии или чего-то подобного.

Говоря немного по-другому, если я игнорирую гравитацию — на самом деле, если я игнорирую все статические сопротивления — я могу в целом выразить действие «магии» как выполнение Работы, для которой я могу разумно подсчитать числа. Как же тогда мне определить «разумное» значение того, сколько энергии «магия» должна использовать для противодействия статическим силам (например, гравитации)? В идеале конечным результатом должна быть константа, единицами измерения которой являются ватты на ньютон.

Обратите внимание, что хотя моей конечной целью является получение этого числа (и предложения о том, каким должно быть это число, очень приветствуются!), основная часть этого вопроса на самом деле заключается в том, «как я пришел к этому числу?».

Немного поиграем... Гравитация Земли составляет около 10 Н/кг (чуть меньше, но мы приблизительны). Обычный человек может хотя бы короткое время висеть мертвым, а люди в приличной форме умеют подтягиваться. Давайте также скажем, что мои 20 Вт/кг немного занижены, и что кто-то в действительно отличной форме может справиться с 30 Вт/кг и 20 Н/кг. Это дает нам 1,5 Вт/N. Если я не получу ответа на этот вопрос, я пойду с этим и (к несчастью) покончу с этим. Могу ли я рационализировать этот номер каким-либо образом, кроме как «я вытащил его <отредактировано>»? Я ищу правдоподобный способ объяснить, почему«магия» требует энергии для преодоления статических сил, которые в идеале можно было бы использовать для расчета соотношения W/N, которое могло бы дать число на этом приблизительном уровне. (Объяснение, которое обязательно давало бы другое число, допустимо, если число не равно нулю и меньше, скажем, 5 W/N.)

После вашего редактирования кажется, что вся чепуха не имеет значения, и вы просто хотите, чтобы кто-то составил и обосновал для вас некоторые коэффициенты уравнения работы?
... и после вашего комментария к моему (бывшему) ответу, похоже, это так. Таким образом, я не уверен, что ваш вопрос действительно считается построением мира. Есть ли у вас хороший критерий того, какой будет «лучший» произвольный штраф, основанный на времени и работе?
Может быть. (Кстати, я думал, что ваш ответ был интересным и... ну, по крайней мере, более полезным, чем другие.) Хотя мне, в конечном счете, нужно число, «настоящая» проблема заключается в том, чтобы найти правдоподобное объяснение числа. . (Что делает это определенно вопросом WB, а не вопросом физики. SE.) IOW, у меня есть «магия», применяющая кинетическую силу для перемещения или левитации чего-либо, требуется XW/N, чтобы преодолеть статические силы, противодействующие действию магия... откуда Х взялся?
Критерии хорошего ответа: а) значение, которое соответствует тому, на что я хочу, чтобы моя «магия» была способна, но не менее важное , б) правдоподобное обоснование значения. Фактическое значение - это конечная цель, но вопрос больше о том, как туда добраться, если это имеет смысл... (Отредактировал вопрос, чтобы уточнить это...)
Проверьте этот ответ. Я думаю, что это может сработать для вашего сценария. worldbuilding.stackexchange.com/questions/93534/…
@Willk, это... что-то вроде того, где я пытаюсь оказаться. Кажется, на самом деле это не касается того, как / почему я туда попал. В настоящее время я не склоняюсь к тому, чтобы принять это (может быть, с некоторыми изменениями?), но ответ Густаво, по крайней мере, находится на правильном пути.
Если ваша магия связана только с телекинезом, может быть, измерять/ограничивать его по силе, а не по энергии? Как ракетная тяга.

Ответы (3)

Простое удерживание объекта над землей не требует энергии; стол может делать это весь день, не требуя никаких калорий. Другое дело, когда человек держит какой-то предмет: мы не можем просто зафиксировать свой скелет на месте, как лошадь, а используем свои мышцы, просто оставаясь в вертикальном положении.

Таким образом, у вас может быть потребность в энергии, такая же, как при подъеме в воздух другими способами (например, при подъеме по лестнице), а стоимость пребывания в статике в космосе будет либо такой же, как у стояния на месте, либо такой же, как удержание собственного тела. вес руками, в зависимости от того, что лучше всего подходит для сюжета.

Голосование против, потому что это действительно не отвечает на вопрос. Я уже заявлял, что не хочу, чтобы "статическая" стоимость была равна нулю, и приводил оценку для "такой же, как удержание собственного веса руками". Но это фон. Фактический вопрос спрашивает , почему эта стоимость существует. (То есть то, что было бы правдоподобным объяснением во вселенной. Причины вне вселенной очевидны.)
Извините, но физика есть физика, и не всегда есть хорошие способы обойти ее рукой. Не стреляйте в посыльного.
Объяснение физики не проблема. Проблема в том, что ваш ответ никоим образом не отвечает на заданный вопрос: почему во вселенной левитация требует затрат энергии? В лучшем случае ваш ответ представляет собой вызов фрейма, но вы не сформулировали его таким образом. (И поскольку левитация с нулевой стоимостью — это потрясающая способность, вызов фрейма на самом деле бесполезен...)

Левитация по звуку. Акустическая левитация

Ваша магия — это не что иное, как способность распространять в воздухе достаточно энергии, чтобы сдвинуть предмет. В лаборатории было доказано, что мячик для пинг-понга может левитировать только благодаря звуку.

Вам нужен вектор той же величины, идущий в другую сторону.

Чтобы отменить гравитацию, вам нужно применить «Обычную силу». Это то, что стол применяет к объекту, удерживая его.

На 1 килограмм нужно 9,8 ньютона. или 1 Джоуль/метр.

Поскольку воздух сжимаем, ваша неэффективность неизбежна. В воде ваша магия работает лучше.

В вакууме не работает!

Веселиться :-)

Отредактировано для каждого комментария.

Я знаю основы физики. Что я действительно хочу знать, так это то, почему существует стоимость энергии. Поскольку мы говорим о «волшебстве», я определенно ищу ответ типа построения мира, а не просто повторяю какие-то физические формулы.
Мои извинения, отредактировал ответ, чтобы отразить вопрос.
Спасибо! И... это очень интересный ответ, определенно соответствующий тому, что я хотел.
В воде он будет работать лучше из-за плавучести; меньше «гравитации», которую нужно преодолеть. OTOH, это может быть тот же принцип в работе...
Увы, скажем, вы хотите оказать давление, используя свою магию. Используйте пластину из металла. Колебания будут распространяться быстрее и эффективнее при использовании более плотной среды.
К сожалению, это не имеет отношения к моей истории, но я заметил интересный поворот в этом... левитация требует преодоления естественной склонности более легких "материалов" хотеть двигаться "вверх и над" объектом. Магия должна предотвратить это. Я считаю, что вы получите тот же эффект в среде, но вместо того, чтобы работать в вакууме, это сделало бы левитацию бесплатной (без затрат энергии) в вакууме.
Астронавты сталкиваются с проблемой падения вещей, поскольку они ожидают, что они останутся на месте. Было бы интересно поместить одного астронавта, привыкшего удерживать его на месте в вакуумной комнате.

Левитация на самом деле не требует никакой энергии. Хорошо сконструированное заклинание левитации просто приостанавливает преобразование потенциальной гравитационной энергии в кинетическую. Это почти ничего не стоит. Вам нужно будет только потратить энергию, чтобы подняться, и вы будете восстанавливать энергию при спуске.

Неэффективный способ левитации — создавать встречное ускорение против силы тяжести. Для всех практических целей, это могло бы также быть «Сотворить Вертолетный Двигатель». Это довольно быстро истощит ваш запас энергии.

...за исключением того, что я специально пытаюсь избежать создания вселенной, которая предотвращает "Гравитация - суровая госпожа" . Свободная левитация означает, что, среди прочего, все могут летать , маги могут поднимать массивные предметы, и это, как правило, сеет всевозможные разрушения в мире. Я специально хочу, чтобы левитация была достаточно дорогой, чтобы ее можно было делать только короткими очередями или с легкими объектами.
Как я могу осмысленно определить затраты энергии на магическую левитацию?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v