Lass uns ein bisschen Physik machen!

Du willst also Magie einsetzen, um Dinge herumzuschieben, oder? Und die Magie ist nur so „stark“ wie du?

Nun, lassen Sie uns einige Dinge klarstellen.

Zuerst schauen wir uns die Leistung an , die ein Mensch abgeben kann. Das ist keine Kraft, keine Energie, sondern wie viel Energie man über einen bestimmten Zeitraum abgeben kann. Theoretisch kann eine Person einen Stein jeder Größe bewegen, es kann nur länger dauern, als sie leben kann. (Andere Kräfte könnten sie daran hindern, Fortschritte zu machen, aber kommen wir zurück zum Thema).

Wie auch immer, ich gehe davon aus, dass der betreffende Magier einfach eine bestimmte Energiemenge (definiert durch die von ihm erzeugte Kraft) ohne Verluste auf ein anderes Objekt übertragen kann. Dies würde bedeuten, dass ein Magier seine Wärmeenergie ohne Verluste auf ein Objekt mit kinetischer oder potentieller Energie richten könnte. Ich gehe auch davon aus, dass Magier weiterhin Energie in Systeme einspeisen müssen, auf die sie wirken, sonst hören die magischen Effekte sofort auf und die betreffenden Objekte verhalten sich normal. (Dies verhindert, dass schwebende Objekte auf unbestimmte Zeit schweben, und erfordert mehr Arbeit von Ihren magischen Benutzern.)

Maximale Leistungsabgabe eines Menschen

In Bezug auf die Körperwärme gibt ein Mensch allein durch die Körpertemperatur zwischen 75 W und 870 W ab . (viel mehr als eine Glühbirne!). Das bedeutet, dass ein Zauberer allein durch seine Körperwärme rund 800 W zu täuschen hat! Offensichtlich müsste ein Zauberer seine Körpertemperatur erhöhen, bevor er Zauber wirken kann, um diese 800 W voll auszunutzen.

Menschen sind mehr als nur Wärmesenken. Wenn wir gut trainiert sind, können wir ungefähr 400 W mechanische Leistung abgeben (für ungefähr eine Stunde). Weniger gut trainierte Personen verbrauchen jedoch im selben Kurs etwa 50-150 W , sodass die individuelle Kondition von Bedeutung ist.

Warten Sie, was ist mit der Berstfestigkeit? Das ist der Zeitpunkt, an dem Sie Ihre Bemühungen auf eine Aufgabe konzentrieren und so viel Kraft wie möglich auf einen Schubs oder Hebevorgang konzentrieren. Das klingt wie eine Frage, die Gewichtheber mir beantworten können! Werfen Sie einen Blick auf die Wikipedia-Seite für Rekorde im Gewichtheben . Es sieht so aus, als könnte ein Weltklasse-Gewichtheber (der Gewichtsklasse ~77 kg) das Clean & Jerk-Event mit etwa 200 kg schaffen! Unter der Annahme, dass diese Aktion in etwa 2 Sekunden erledigt ist und Sie die gleiche Größe wie Oleg Perepetchenov haben, sind das (200 kg * 9,8 m/s^2 * 1,64 m / 2 s) satte 1.597,4 W !

Wie mich eine beliebte Gedankenübung daran erinnert hat, macht man technisch gesehen keine Arbeit, um etwas hochzuhalten. Wenn jedoch die zusätzliche potenzielle Energie, die das Objekt erhält, weil es höher ist, von der Person kommt, dann ja, wird der Magier immer noch Energie verlieren. (Die hinzugefügte potentielle Energie ist$mgh$, wo$m$ist die Masse des Dings, das sie hochhalten,$g$ist Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft, und$h$ist, wie viel höher das Objekt ist. Wenn Sie das im Laufe der Zeit tun, erhalten Sie Leistung, gemessen in Watt!) Ich gehe also von dieser Annahme aus, um die Dinge aufrechtzuerhalten.

Was kann ich mit wie viel Watt machen?

Für 75 W können Sie:

• Heben Sie eine Hauskatze (etwas auf der fetten Seite) in 1 Sekunde über Ihren Kopf (ich bin nicht dafür verantwortlich, wohin die Katze danach geht.)
• Wirf einen Hocker
• Werfen Sie einen Baseball mit 70 mph (nicht genug, um in den Major Leagues zu sein, aber ein respektables Pitch .)
• Halten Sie dieselbe Hauskatze, die Sie geworfen haben, für 1 Sekunde auf Kopfhöhe. (Wenn Sie ständig 75 W ausgeben, bleibt die Katze auf!)

Für 800 W können Sie:

• Heben Sie eine Hauskatze in 1 Sekunde um 17,5 m (etwa 57 Fuß oder 19 Yards) hoch (das ist ziemlich hoch!)
• Halten Sie eine Hauskatze etwa 13.000 m über ihrer normalen Höhe (bis Ihnen die Energie ausgeht).
• Halten Sie ein Gewicht von 50 kg (110 lbs.) über Ihren Kopf (bis Ihnen die Energie ausgeht).
• Wirf einen Baseball mit 105 m/s oder ~234 mph.

Für 1.600 W können Sie:

• Wirf einen Baseball mit 150 m/s oder ~335 mph (oder 0,43 Mach, wobei 1,0 Mach die Schallgeschwindigkeit ist)
• Heben Sie 200 kg über Ihren Kopf (das reicht für 2 große Männer!)
• Hebe eine Hauskatze in 1 Sekunde 50.000 m hoch. (Die Grenze zum Weltraum beginnt technisch bei etwa 100 km oder 100.000 m)

Wenn Sie eines dieser Dinge langsamer oder für weniger Zeit tun würden, würden Sie natürlich weniger Strom (weniger Watt) verbrauchen.

Warum picke ich auf Hauskatzen herum? Ich habe einfach etwas Bekanntes gewählt. Bitte wenden Sie diesen Zauber nicht bei Katzen an!

In Eragon (das ist mein einziges Lieblings-Magiesystem) ist der Zaubernde also durch die Kraft seines/ihres eigenen Körpers begrenzt. Wir reden nicht über Mana oder Zauber pro Tag oder so etwas. Stellen Sie es sich als Lebenskraft vor, oder wenn Sie auf Chemie setzen wollen, denken Sie an ATP.

• Ein Zauberer, der einen Zauber verwendet, um eine Aufgabe zu erledigen, verliert Energie proportional zu dem, was nötig wäre, um die Aufgabe manuell zu erledigen. Ich möchte einen 5 Pfund schweren Stein 5 Fuß über dem Boden heben. Ich werde die Physik nicht machen (weil ich mich nicht an die Formeln erinnern kann), aber ich bin sicher, dass jemand hier die Joules sortieren könnte.

• Der Einsatz von zu viel Energie, mehr als der Zaubernde hat, tötet den Zaubernden. Die Wurfstärke basiert auf körperlicher Kraft/Ausdauer und wird durch mentale oder verbale (oder beides) Befehle ausgelöst. Intelligenz ist jedoch wichtig, die Art und Weise, wie Sie sie auslösen (die Wörter, die Sie verwenden, um den Zauber zu bilden), kann mehr oder weniger effizient sein, genau wie das manuelle Arbeiten.

Im Allgemeinen kann man also leicht sagen, dass die Antwort auf diese Frage ziemlich einfach ist. Es kostet genauso viel Energie, wie es manuell tun müsste. Es gibt jedoch einige zusätzliche Überlegungen. Wenn Sie Magie verwenden, um zu sagen, hebe einen riesigen Felsbrocken, sagt ein Zauberer das Wort und BAM es hebt vom Boden ab (vorausgesetzt, er hat die Kraft dazu). Jetzt muss ein Nicht-Magier das Heben tatsächlich durchführen, was schwieriger sein kann, da es schwieriger ist, unangenehme Gegenstände usw. zu heben.

Ich würde also sagen, dass für Zauberer rein physikalische Formeln gelten, während Nicht-Zauberer weniger effizient in ihrer Energienutzung wären. Zu deiner konkreten Frage:

Mich interessiert insbesondere, wie viel dieser Zauberer heben könnte, wie hoch und wie lange?

Schwer zu sagen. Das sind keine linearen Variablen, die Höhe wäre für einen Zauberer irrelevant (glaube ich???), da 2 Fuß über dem Boden nicht anders als 50 sind, da Sie nur gegen die Schwerkraft kämpfen. Wäre ein Zauberer, der es bis zu 50 Fuß bewegt, während eine normale Person es zwei Fuß über dem Boden hält, gleichwertig??? Das Gewicht des Objekts bestimmt, wie lange und umgekehrt. Wenn Sie ein bestimmtes Szenario im Sinn haben, können Sie es gerne teilen.

Aus dem Netz:

Jedes Mal, wenn Sie einen Gegenstand anheben, arbeiten Sie gegen die Schwerkraft. Wir verwenden die gleiche Formel für Arbeit, die Sie bereits kennen (Arbeit = Kraft × Weg), aber sie wird in einer etwas anderen Form ausgedrückt: Kraft wird in der Form mg geschrieben, wobei m die Masse und g die Erdbeschleunigung ist, 9,8 m/s2. Wir verwenden h für die Höhe, weil nur die vertikale Entfernung, die sich ein Objekt bewegt, für die Berechnung der Arbeit gegen die Schwerkraft von Bedeutung ist. Wussten Sie schon ... Wenn Sie ein neues Sofa in eine Wohnung im zweiten Stock heben müssen, ist die Arbeit gegen die Schwerkraft dieselbe, egal ob Sie es mit Seilen an der Seite des Gebäudes hochziehen oder einen längeren Weg die Treppe hinaufgehen . Nur der vertikale Abstand spielt eine Rolle, da die Schwerkraft vertikal ist. Hier gefunden

Als ich mir Ihre neuere Frage ansah, gelang es mir, dies zu finden. Jemand, der besser in Physik ist, muss rechnen.

Nehmen wir an, wir haben einen 80 kg schweren Menschen. Die maximale Energie, die freigesetzt werden kann, ist, wenn es eine vollständige Massenumwandlung gab.

E = mc ^ 2 (wir gehen davon aus, dass der Impuls null ist) E = 80 * 9 * 10 ^ 16 = 7200000000000000000 J = 7,2 EJ (Exa-Joule)

Tolle Antworten von @James & @PipperChip.

Ich habe drei Teile hinzuzufügen, um die gegebenen Antworten zu unterstützen und weiter zu erläutern (ich liebe übrigens nummerierte Listen: D).

Um die am klarsten definierte Magie für Ihre Welt zu entwickeln, wäre es sehr nützlich, Folgendes zu bestimmen:

1. Bestimmen Sie die Zeit, die Energie aus dem Körper gesammelt werden kann, um die magische Kraft zu erzeugen. Die Antwort variiert stark, wenn Sie feststellen, dass der Zaubernde die Energie für eine Nanosekunde oder für 10 Sekunden sammeln kann ... diese Zeitrahmen unterscheiden sich um viele Größenordnungen in den Leistungsstufen. Die Energieabgabe (wie viel Energie in unserem Fall zum Anheben eines Objekts zur Verfügung steht) muss in einem Zeitrahmen gemessen werden, um aussagekräftig zu sein. HINWEIS: Sie könnten dies verwenden, um festzustellen, wie mächtig der Benutzer von Magie ist ... vielleicht gibt es Leute, die die Energie über einen längeren Zeitraum sammeln können, wodurch sie viel mächtiger werden als jemand, der sie nur für eine Nanosekunde sammeln kann. Vielleicht erfordert dies sogar Übung, also je mehr Fähigkeiten Sie haben (im Gegensatz zu angeborenen Fähigkeiten), desto mehr Zeit können Sie Kraft sammeln.
2. Bestimmen Sie, ob die Energie nur kinetische, Wärme, elektrische usw. Energie ist (da der Körper sie alle produziert ... oder sogar potenzielle chemische Energie ...). Basierend auf der Antwort von PipperChip, die die Wärmeproduktion des Körpers kombiniert (ein Nebenprodukt der kombinierten Energienutzung durch alle Prozesse, die bedeuten, dass jemand lebt), sowie das Potenzial für kinetische Energie, die von den Muskeln erzeugt wird, würde eine ganz andere Leistung erzeugen als nur Wärmeenergie.
3. Ich würde noch eine Sache vorschlagen, die meiner Meinung nach ein sehr wichtiger Teil der Entwicklung dieses Konzepts ist: Was ist die resultierende Wirkung auf den Zaubernden? Wenn ich die gesamte Wärmeenergie meines Körpers für 3 Sekunden umwandle, wird mir dann kalt? Wenn ich die gesamte in meinem Körper aufgebaute Wärmeenergie umwandele (nicht nur die, die von meinem Körper ausgeht, sondern auch die Wärme in allen Teilen meines Körpers), friere ich dann ein? Wenn ich potentielle chemische Energie in meinen Zellen umwandle, werde ich dann krank oder sterbe ich auf der Stelle?? Wenn ich alternativ nur die potenzielle chemische Energie in meinen Fettzellen umwandele, verliere ich dann Gewicht? (Nebenbemerkung: Ich vermute, dass unsere Fettzellen ziemlich viel chemische Energie enthalten können, wenn sie alle @ einmal angewendet werden ... auch ohne Fett habe ich gehört, dass wir sterben würden ... also verbrauchen wir die gesamte Energie nur in unserem Fett Zellen können auch lebensbedrohlich sein).

Ich hoffe, das ist hilfreich und ich mag Ihre spezifischere Idee noch besser als die in der Eragon-Serie.

Ich werde dies aus der Perspektive der gespeicherten Energie in einem menschlichen Körper angehen (für alle anderen, die sich dafür interessieren könnten), da es relativ einfach ist, Kalorien in Joule umzuwandeln.

Also hier ist die Mathematik.

1lb of human fat = about 3500 calories
200lb person with 15% body fat = about 30lbs of fat
That's 105,000 calories.

1 calorie = 4184 joules
105,000 calories = about 440 million joules of energy

1 joule is the energy required to lift 1kg to a hight of 10cm

Therefore, with 440 million joules we can lift 220kg to a hight of 200km

Also ja, wenn meine Mathematik richtig ist, könnte Ihr Zauberer wahrscheinlich drei Personen gleichzeitig in die Umlaufbahn bringen!

Beachten Sie, dass nicht erwähnt wird, wie lange dies dauern würde, denn in der Newtonschen Mechanik ist die geleistete Arbeit eine Komponente der Kraft, die über eine Distanz ausgeübt wird, unabhängig von der Zeit, die benötigt wird, um sie über diese Distanz zu bewegen. Die "Macht" Ihres Magiers ist dadurch begrenzt, wie schnell er auf die potenzielle Energie in seinem Körper zugreifen und sie verteilen kann, sowie wie schnell er sie wieder auffüllen kann.

Wie auch in einigen Kommentaren erwähnt, verbraucht das "Halten" eines Objekts an Ort und Stelle keine Energie. Wenn das Objekt einmal bewegt wird, bleibt es in Ruhe, wenn es nicht erlaubt ist, seine potentielle Energie zu verbrauchen.

Sie werden wahrscheinlich auch die Auswirkungen auf den Körper des Magiers berücksichtigen wollen. Ein Mensch kann sich mit etwa 150 Kalorien eine Meile bewegen, und das kann ziemlich ermüdend sein. Stellen Sie sich die Erschöpfung vor, wenn Sie schnell 105.000 Kalorien verbrauchen würden. Abgesehen davon wird der größte Teil der Erschöpfung durch die chemischen Prozesse verursacht, die der Körper benötigt, um gespeicherte Energie in kinetische Energie umzuwandeln. Wenn Sie dies also mit Magie umgehen, spüren Sie möglicherweise keine Müdigkeit.

Nebenbei bemerkt, das ist der Grund, warum es so schwer ist , Gewicht zu verlieren.

Der Mensch hat durchschnittlich 81.500 Kilokalorien an seinem gesamten Körper und der Körper verbraucht durchschnittlich 2000 Kilokalorien an einem Tag.

Wenn Sie 2000 Kilokalorien auf Magie verbrauchen, sind das 8368000 Joul, was in verbrauchten Watt pro Sekunde übersetzt wird.

Dies reicht aus, um einen Gefrierzauber 16 Minuten lang zu betreiben, um eine Person einzufrieren oder Lebensmittel frisch zu halten.

All diese Watt könnten auch verwendet werden, um Katzen in den Weltraum zu heben, wie von @PipperChip vorgeschlagen