Зависимость технологий от линейных размеров

stm6731712

Какие, на ваш взгляд, важные для человечества технологии, зависят от размеров использующих их людей?
Если вообразить, что на Земле разумные люди появились средним ростом либо в сто раз меньше, либо в сто раз больше, чем современный человек, (не обсуждая саму возможность такого изменения роста то какие технологии было бы использовать проще, а какие сложнее?
Например, насколько эффективно будет работать паровой двигатель, двигатель внутреннего сгорания, огнестрельное оружие, реактивный двигатель, при увеличении или уменьшении их линейных размеров в сто или в тысячу раз?
Если принять допущение, что вся остальная флора и фауна земли остается в тех же размерах, что и сейчас, насколько сложнее или проще было бы добывать полезные ископаемые, заниматься обработкой металлов, охотой, земледелием, животноводством?

Andrey48

Ты защёл в сексшоп, увидел огнетушитель и у тебя возникли такие вопросы?

Eva3712

Если всё, кроме людей останется на месте, а размер самих людей изменится в +-100 раз, то особо ничего не поменяется.
С увеличением размеров людей, для выживания им нужно будет больше ресурсов, больше площади. С уменьшением, наоборот. Возможно, это было бы аналогично тому, что если бы все размеры остались на своих местах, а вот радиус земли варьировался (при этом гравитация оставалась бы постоянной).
Ну и если люди будут в 100 раз меньше, им придется придумывать приспособления для защиты от хищников, обезьян, птиц и т.п.

PETERPETER

Практически всё изменится.
Например, если сам человек увеличится в 10 раз, то он существовать не сможет, так как масса увеличится в 1000 раз, а площадь костей и сечение мышц только в 100. Он не сможет двигаться, кости будут ломаться просто он ходьбы. Аналогично, если человек увеличится в 100 раз (пусть у него был-бы какой-нибудь нанотехнологичный скелет и мышцы то большой бы проблемой было бы изготовить для него банальный стул, который сам бы не разваливался от своего веса, не говоря уж о том, чтобы выдержать вес человека-гиганта.
Собственно, такие нелинейности всё и обуславливают. В целом, технически разработать что-то большое значительно труднее, чем мелкое. То есть, великаны были бы ограничены в техническом прогрессе. Но, выплавлять металлы и т.п. как раз проще великанам, чем маленьким.
Думаю, будь человек сильно других размеров (пусть, принципиально иначе устроенный просто многие технологии были бы принципиально другими, и потребности были бы другими.

3deus

Думаю, если размер увеличить, например, только в 2 раза, то размер черепной коробки тоже увеличится в 2 раза (считаем, что пропорции сохранились следовательно, объем мозга увеличится примерно в 2^3 = 8 раз, соответственно, и сознание и психические способности (память, воображение, внимание и т.п.) тоже значительно увеличатся.
В частности, такой человек (при должном уровне образования) способен одновременно удерживать в голове во много раз больше аспектов того или иного предмета мысли. К примеру, из него вышел бы крутейший политик.

romankosh

следовательно, объем мозга увеличится примерно в 2^3 = 8 раз, соответственно,
адназначна - так всё и происходит - именно поэтому среди ученых так много людей баскетбольного роста и чем голова больше, тем круче - уже в пятом шестом класе измеряют размер голов и определяют будущее человека... гыгы :) лол :)

djdf

Например, если сам человек увеличится в 10 раз, то он существовать не сможет, так как масса увеличится в 1000 раз, а площадь костей и сечение мышц только в 100. Он не сможет двигаться, кости будут ломаться просто он ходьбы. Аналогично, если человек увеличится в 100 раз

Думаю, если размер увеличить, например, только в 2 раза, то размер черепной коробки тоже увеличится в 2 раза (считаем, что пропорции сохранились следовательно, объем мозга увеличится примерно в 2^3 = 8 раз, соответственно, и сознание и психические способности (память, воображение, внимание и т.п.) тоже значительно увеличатся

Как насчет динозавров? Тупики ещё те.

demiurg

объем мозга увеличится примерно в 2^3 = 8 раз, соответственно, и сознание и психические способности (память, воображение, внимание и т.п.) тоже значительно увеличатся.
Поди со слоном пообщайся

demiurg

Как насчет динозавров? Тупики ещё те.
Они холоднокровные :)

wsda32


какие технологии было бы использовать проще
Нанотехнологии.
Для нанолюдей.

blackout

Они холоднокровные
Это спорный вопрос, и по-моему сейчас склоняются к тому, что теплокровные.

antcatt77

cогласен с .
из-за того, чтобы объем и площать нелинейно меняются относительно длины - всё сильно меняется при изменении размеров
с одной стороны, чем больше размеры - тем выше эффективность, т.к. польза - в основном пропорциональна объему(реже площади а затраты - часто пропорциональны длине(или площади).
с другой стороны: при увеличении размеров в большую сторону изменяются в худшую сторону:
 соотношение масса/прочность,
 скорость прохождения управляющих сигналов
соответственно все крутится вокруг: быть как можно больше, но чтобы на это хватило прочности и времени пробега управляющих импульсов

antcatt77

>Например, насколько эффективно будет работать паровой двигатель, двигатель внутреннего сгорания, огнестрельное оружие, реактивный двигатель
для движущейся механики всё упирается в то, что трение качения обратно пропорциональна размеру колеса.
т.е. чем меньше колеса, подшипники, двигатели и т.д. - тем больше потерь на трение.
для огнестрельного оружия - чем меньше размеры, тем меньше масса пули и меньше энергии можно запасти в пуле, меньше разрушение.

Hisstar

будь мы меньше, мы бы могли прыгать с 10ого этажа и не разбиваться. Лифт был бы менее востребованным

selena12

Кто бы тебе его построил, этот десятый этаж? )

stm6731712

Ну, я не хотел бы обсуждать, что будет с телом и мозгами человека при изменении размеров.
Но если, например, теоретически предположить нечто вроде расы разумных мышей - могли бы они изобрести двигатель внутреннего сгорания, огнестрельное оружие (про оружие более-менее понятно ответил космические ракеты и атомную бомбу?
Развивая мысль дальше: можете ли вы привести какие-нибудь уже известные технологии или изобретения, которые очень хорошо бы подошли для размеров мышей или динозавров, но бесполезны или труднореализуемы для человеческих размеров?

selena12

мелким, наверное, было бы проще построить летательные аппараты (т.к. хватало бы собственных мышц для полета). хотя неясно, насколько бы они хорошо против ветра шли при таких размерах.
как вариант - приручение птиц для полета.

Lene81

объем мозга увеличится примерно в 2^3 = 8 раз
Человек думает корой, площадь которой пропорциональна квадрату линейных размеров. Правда, из-за складчатости (те самы пресловутые извилины) установить корреляцию размер-площадь коры еще труднее. Ну и пример "сапога Шварца" нам показывает, что площадь коры можно увеличить о-о-очень сильно :grin:

FieryRush

Поди со слоном пообщайся
Некоректное сравнение. Мозг занят многими техническими задачами, типа обработки сигналов от рецепторов + необходимо питание, охлаждение. Поэтому увеличение размера мозга с одновременным увеличением размеров тела ничего не даст. Это можно понять хотя бы потому, что многие птицы умнее собак, хотя мозг у них меньше.

FieryRush

адназначна - так всё и происходит - именно поэтому среди ученых так много людей баскетбольного роста и чем голова больше, тем круче
Т.е. лишние нейроны в мозгу - они так, для веса? Видно у тебя маленький мозг.

KazantesDmitry

> > Как насчет динозавров? Тупики ещё те.
> Они холоднокровные
Текущие теории сомневаются в этом. Для перемещения столь больших туш нужен намного более интенсивный обмен веществ, который невозможен в хладнокровном организме.

KazantesDmitry

для огнестрельного оружия - чем меньше размеры, тем меньше масса пули и меньше энергии можно запасти в пуле, меньше разрушение.
Ещё и аэродинамика сильно завязана на размеры. Маленькие объекты могут обтекаться ламинарно, а большие нет. Гидродинамика тоже.

PETERPETER

Я не согласен насчёт огнестрельного оружия.
Если смотреть винтовки/пушки, то порядок скорости пуль примерно один и тот же, 700-900 м/с, что там калибр .17 (4.37мм, самый мелкий стандартный калибр что 5.45 / 7.62 / 12.7мм и даже у пушек 152мм. Длина ствола в среднем примерно пропорциональна калибру. Убойная сила требуется примерно пропорциональной массе цели (в смысле, нужно одинаковое количество джоулей на кг, или при одинаковой скорости пули, одинаковая пропорция размеров пули и тела). Дальность у малых калибров меньше (из-за сопротивления воздуха но лилипутам и не нужно стрелять из винтовок на 1-2 км.
Великаны, думаю, в принципе не жизнеспособны. Они и сами с трудом существовать смогут, и соорудить даже базовые вещи, способные их обслуживать.
Лилипутам в среднем проще всё делать, любую технику разрабатывать и строить. Сложнее выплавлять металлы, но требования к материалам будут значительно ниже, то есть они и без стали смогут обойтись. Построить самолёты проще, космическую ракету, наверное, примерно одинаково сложно, но я не очень представляю, как лилипуты будут строить мост через реку шириной в 1км, или корабль, способный пересечь океан :) Или самолёт, способный перелететь океан.

Solefald

но я не очень представляю, как лилипуты будут строить мост через реку шириной в 1км
мы же не строим мост через Атлантику :)

antcatt77

Сложнее выплавлять металлы
почему именно металлы сложнее выплавлять?

antcatt77

но я не очень представляю, как лилипуты будут строить мост через реку шириной в 1км,
сначала строится машина, которая в n-раз больше лилипута, а потом с помощью этой машины строится мост.
зы
башенный кран с точки зрения человека - тоже очень огроменная фигня, но при этом им управляет обычный человек.

antcatt77

Дальность у малых калибров меньше (из-за сопротивления воздуха но лилипутам и не нужно стрелять из винтовок на 1-2 км.
так в том-то и дело, что при уменьшение калибра в 10 раз дальность падает в 100 раз (т.к. масса пули упала в 1000 раз, а сопротивление воздуха лишь в 100 раз)
т.е. если лилипуты 20 см, то стрелять они смогут лишь на 1 м, и при этом не факт что их не будет при этом сдувать отдачей.
толку-то с такого огнестрела (проще добежать)
зы
тоже самое касается любых автономных машин, запас топлива падает в n^3, а силы трения лишь в n^2 или вообще в n-раз

PETERPETER

так в том-то и дело, что при уменьшение калибра в 10 раз дальность падает в 100 раз (т.к. масса пули упала в 1000 раз, а сопротивление воздуха лишь в 100 раз)
   Почему дальность в 100 раз падает?
   Сколько помню (верно? потеря скорости и энергии идёт по экспоненте от пути, зависимость вида E = E_0 * e^(-C*S/m*d)
   где d - расстояние, C — некая сведённая константа сопротивления воздуха (зависящая от плотности
   S — площадь сечения, m — масса.
   умножим S на 0.01, m на 0.001, и получим, что падение энергии в 2 раза будет на дистанции в 10 раз более короткой.
   то есть остаточная убойная сила будет пропорциональна размерам.
   Пожалуй сейчас подумал, что значительно хуже с прицеливанием на больших дистанциях. При стрельбе на расстояние 1 км, например, пуля, допустим, будет лететь 2 секунды для нормального человека, и 2 секунды будет лететь у лилипута на расстояние, соответственно, 100 метров. Соответственно, обоим нужно брать на 20 метров выше, но для одного 20 метров — это 1/50 от расстояния, для другого уже 1/5, какой-то миномёт получается, а не снайперское ружьё :) Да и ветер за эти 2 секунды снесёт маленькую пульку в 10 раз дальше (в метрах, а если в "лилипутах", то в 100 раз) :ooo: Получается, какая-то стрельба наугад...

PETERPETER

почему именно металлы сложнее выплавлять?
из-за потерь тепла.
При выплавке стали нужно держать температуру в 2000 градусов, потери тепла пропорциональны площади внутренней поверхности печи, то есть квадрату от размеров, а энергия, заключённая в печи пропорциональна кубу. Поэтому, чтобы развить большую температуру в печи, необходимо, чтобы она имела большие размеры, с которыми лилипутам будет очень неудобно работать.
тоже самое касается любых автономных машин, запас топлива падает в n^3, а силы трения лишь в n^2 или вообще в n-раз
Но, конструктивно самолёты будут намного проще, так как подъёмная сила крыла зависит как квадрат от размера, а масса как куб. Соответственно, лилипуты смогут летать на более низких скоростях, существенно экономя расход топлива. То есть на скорости в 800 км/ч они далеко не улетят, конечно, но сбросят до 200, и даже смогут перелететь океан...

antcatt77

Сколько помню (верно? потеря скорости и энергии идёт по экспоненте от пути, зависимость вида E = E_0 * e^(-C*S/m*d)
это ты рассматриваешь дифференциал, а нужно анализировать интегральную составляющую.
изначальная энергия пули: mv^2/2, конечная - 0 (если просто стреляем на дальность)
вся энергия ушла на трение о воздух, которое в первом приближении можно считать что пропорциональна сечению
итого: дальность = mv^2/2 / трение
при уменьшении линейных размеров в n раз даже если несмотря на уменьшение длины ствола в n раз - пулю удалось разогнать до скорости в лил_v=v/sqrt(n):
то лил_дальность = лил_m*лил_v^2/2 / лил_трение = (m/n^3)*(v/sqrt(n^2/2 / (трение / n^2) = дальность / n^2

antcatt77

из-за потерь тепла.
согласен, это получается следствие "результат пропорционален объему, а затраты пропорциональны - площади"
Но, конструктивно самолёты будут намного проще, так как подъёмная сила крыла зависит как квадрат от размера, а масса как куб. Соответственно, лилипуты смогут летать на более низких скоростях, существенно экономя расход топлива. То есть на скорости в 800 км/ч они далеко не улетят, конечно, но сбросят до 200, и даже смогут перелететь океан...
по твоему тогда получается, что современные авиамодели должны уметь перелетать океаны... :)
зы
маленькому самолетику проще использовать поднимающиеся воздушные потоки, но это помогает только днем и очень ненадежно.

PETERPETER

при уменьшении линейных размеров в n раз даже если несмотря на уменьшение длины ствола в n раз - пулю удалось разогнать до скорости в лил_v=v/sqrt(n):
Откуда такой фактор?
Скорость пули во всех случаях примерно одинаковая, порядок цифр 700-900 метров в секунду (ну 600-1000, если шире брать). Вне зависимости от калибра. Это так, если смотреть и на реальные современные виды оружия, от ружей малого калибра, до крупнокалиберных (12.7 — 14.5 — 20 и пушек.
Давление пороховых газов одинаковое, работа равна силе на путь (то есть давление*длину ствола маленькая пуля короче, следовательно и разгоняться при одинаковом давлении будет быстрее. Отношение массы пороха к массе снаряда одно и то же. Остаточное давление газов при вылете пули из ствола тоже будет примерно одинаковым (так как и объём ствола, и масса пороха пропорциональны кубу от линейного размера).
По идее, и толщина ствола, способного выдержать одинаковое давление, должна быть пропорциональна калибру. Но тут, возможно, хитрее.
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: