Полет комара

[flavorchemist]

В продолжение темы комаров и репеллентов.

Трудно не согласиться. Химию и физику учить надо. Только не так, как учат в этой передаче.


Теперь собственно про физику.

Давайте рассмотрим, что же произойдет при столкновении комара с молекулой?

Этап 1

Упрощаем задачу. Рассматриваем комара и молекулу душистого вещества в замкнутой системе в одномерном пространстве и в вакууме, что бы нам не мешали другие молекулы и просто проще было считать.



Этап 2.

Для тех, кто совсем все забыл, есть такой закон - закон сохранения импульса, который как нельзя лучше подходит для решения данной задачи. Суть его в том, что сумма импульсов комара и молекулы должна быть величиной постоянной, вне зависимости о того, измерять ее до или после удара.

Комар очевидно движется вперед. Если он на самом деле движется назад, то меняем все знаки на противоположные, на конечный результат это не повлияет.

По условиям задачи, после столкновения с молекулой, Комар отлетает в направлении, противоположным его направлению движения. Разворот вектора движения комара может говорить о том, что до столкновения молекула не была неподвижной, а двигалась навстречу комару.


(о том, почему нарисована именно такая молекула, читать ниже)

Этап 3.

Исходные данные:

Голодный комар весит 2,5 мг = 2.5x10^-6 кг.

Скорость движения комара (если не стрелять его из пистолета) около 3 км/час = 0.83 м/с

Теперь нам нужно выяснить массу молекулы, с которой столкнулся комар.

Здесь достаточно просто. Поскольку основной в запахе герани - гераниол с молекулярной массой 154 г/моль, то его и примем за отправную точку. Если Авогадро не ошибся, то одна молекула гераниола весит (0.154 /  (6.02 x 10²³) ) =  2.56 x 10 ^-25 кг

Этап 4.

Вычисляем скорость движения молекулы.

Для полного останова комара в случае столкновения с молекулой, нам нужно, что бы импульс комара был равен импульсу гераниола.



М_комара x V_комара = M_{гераниола} x V_{гераниола}

отсюда минимальная скорость, с которой должна лететь молекула гераниола навстречу комару, что бы комар изменил направление движения на противоположное, составляет

V_{гераниола} =  2.5x10^-6 x 0.83 / 2.56 x 10 ^-25 = 8.14 x 10 ¹⁸ м/с = 2.7 x 10 ¹⁰ c,

где

с = 299 792 458 м/с = скорость света в вакууме

А вы говорите нейтрино. Гераниол!!!

Конечно, если комар будет лететь медленнее, то и молекуле не надо будет столь сильно превышать скорость света.

Этап 5.

Поскольку мы все люди взрослые, и понимаем, что ни один объект во вселенной теоретически не может двигаться быстрее скорости света, то очевидно, что в расчетах допущена ошибка. Возможно, проблема в скорости движения комара. Давайте пересчитаем с другой стороны. 

Будем использовать то же самое уравнение.

М_комара x V_комара = M_{гераниола} x V_{гераниола}

только в этот раз решаем его относительно скорости комара. Среднюю скорость движения молекулы гераниола рассчитываем известным способом  и получаем 7 м/с  при температуре 25С. Таким образом, чтобы быть сбитым в полете летящей молекулой гераниола, комар должен двигаться со скоростью, не больше:

V_комара = 2.56 x 10 ^-25 x 7 / 2.5 x 10^-6 = 7 x 10 ^-19 м/с = 2.56 x 10 ^-15 м/час = 0.022 нм / год (1 нм = 1 нанометр = 10 ^-9 м)

А вы говорите, нанотехнологии. Комар!!!

А если серьезно, то герань конечно может опугивать комаров. Только очень плохо, и только от себя самой. Для, того, что бы отпугнуть комара от тела, поставить рядом куст герани маловато, нужно вымазаться гераниевым эфирным маслом с ног до головы. При этом эффективность отпугивания все равно будет хуже, чем если бы вы использовали стандартный, разрешенный репеллент.

Про безопасность? Можно бояться химии сколько угодно. Можно не пользоваться средством против комаров, которое не пахнет, безопасность которого хорошо изучена и подозрений не вызывает. Можно мазаться вместо этого эфирными маслами, чтобы одновременно благоухать геранью и быть покусанным, но это, извините, бред. Считать, что эфирные масла безвредны, впрочем тоже глупо. Тот же самый гераниол вполне себе аллерген.


Если где-то в расчетах напутал - не специально.

Comments

[kelavrik-0.livejournal.com]

Массу надо считать по релятивистским формулам! m=m₀/(1-v²/c²)^1/2
В импульсе использовать тоже её, тогда и за скорость света не зайти.

А вообще то, что сосна отпугивает комаров. :))) То то их в сосновых лесах полно.

[antihydrogen.livejournal.com]

+1/2, лучше таки использовать не релятивистскую массу (академик Окунь смотрит на вас грустно и несколько озлобленно), а релятивистский импульс p=gamma mv. Поскольку v для молекулы по любому будет пренебрежимо мало отличатся от с, релятивисткий фактор gamma=(M/m)*(V/c)=10^10, где M и V - масса и скорость комара. Энергия молекулы будет E=gamma mc^2= 10^12 ГеВ = 10^21 эВ. Несколько штук частиц космических лучей с такой энергией было зарегистрировано, очевидно, что высокообразованная в физике Малышева именно их и имела ввиду ...

Возникает радикальный проект по борьбе с комарами - засеваем планету земного типа геранью и роняем ее в аккреционный диск черной дыры. Чорную дыру надо подобрать ближе 50 млн парсек (чтобы долетел релятивисткий гераниол с энергией больше предела Грайзена-Зацепина-Кузьмина 6x10^19 эВ) и с осью вращения, направленной на Землю.

[kelavrik-0.livejournal.com]

Я как то не понял вашу формулу. Скорость может не сильно отличаться от с, но масса (и импульс, и энергия) объекта движущегося со скоростью 0.99с сильно отличается от объекта со скоростью 0.999с. А у вас этого нет.

[antihydrogen.livejournal.com]

Ну тогда прочитайте "мою" формулу еще раз.

[kelavrik-0.livejournal.com]

Читаю:
gamma=(M/m)*(V/c)=10^10, где M и V - масса и скорость комара.
V принимаем равной нулю, гамма равна нулю. Чушь какая то.

[antihydrogen.livejournal.com]

v->c только если MV>>mc.

Ладно, поясняю для непонятливых:

p=gamma mv, gamma=1/\sqrt{1-(v/c)^2}. В числителе отличием v от с можно пренебречь, в гамме - нет, но для вычисления энергии нам v как таковая и не нужна, нужна сама гамма.

[anitka-rr.blogspot.com (from livejournal.com)]

так герань у нас экстратеррестриалэкстрагалактикал оказывается!? теперь понятно, почему она такая вонючая! бррр...

[antihydrogen.livejournal.com]

А выше уже комара из муталиска вывели. Alien vs predator, практически

[anitka-rr.blogspot.com (from livejournal.com)]

а мы-то всё ждем и ждем "контакта", а ОНИ уже давно среди нас :))

[kalininandrej.livejournal.com]

То что в хвойных лесах (не в смешанных) меньше комаров и мошкары - проверено на личном опыте.

И вообще, откуда Джедитта может знать про хвойные леса? Он же в подземелье живет.

[kelavrik-0.livejournal.com]

Он из подземелий выходит и прыгает по всей карте.

В хвойных лесах мошкары и комаров полно. Идите в хвойный слегка заболоченный лес. Комарам нужна вода для размножения, у них там личинки растут. А хвоя им по барабану.

[kalininandrej.livejournal.com]

"на личном опыте" - значит я там уже бывал много раз.

Возможно влияет еще и то, что в хвойных лесах практически нет травы.

[kelavrik-0.livejournal.com]

Плевать на траву. Я ведь тоже бывал и не раз. В слабозаболоченном хвойном лесу с мхом вместо травы полно комарья. Ну это просто факт.

[kalininandrej.livejournal.com]

Одно лето, один сплав, две ночевки: одна условно говоря в поле, другая в сосняке. В поле мошкара + комары, в сосняке - децл комаров. И все возле реки. Это тоже факт и как это объснить я не знаю.

[anitka-rr.blogspot.com (from livejournal.com)]

Лен. область под Выборгом, основная растительность - сосны, комаров - до хрена и больше.

[kalininandrej.livejournal.com]

Болото - их главное место рождения.

[polugut.livejournal.com]

>"на личном опыте" - значит я там уже бывал много раз.
>Возможно влияет еще и то, что в хвойных лесах практически нет травы.
Для меня "на личном опыте" означает что живу в таежном поселке, и регулярно, почти ежедневно летом, бываю в сосновом лесу, негустом, и без травы. Комаров тучи. При этом до водоема ближайшего метров тристи, мелкие лужи в этом году пересохли. Кроме того бываю в самых разных хвойных лесах, и пихтовых, и еловых, и на открытых местах. Взде есть комары. Т.е. комары летят издалека, чтоб поджидать меня в сосновом лесу. Сургутский район.

[anitka-rr.blogspot.com (from livejournal.com)]

коварные твари! :))

[kalininandrej.livejournal.com]

Болота - их главное место рождения, тоже пересохли?

[user-ami.livejournal.com]

В сосновых лесах ещё и деревья обычно стоят реже, чем в смешанных, и ветки у взрослых сосен высоко над землёй, ветра больше.

[kelavrik-0.livejournal.com]

Берёзы стоят реже. Им больше солнца надо. А темнее всего в еловых лесах.

[polugut.livejournal.com]

Состна прекрасно пугает комаров. Достаточно махать веточкой, и комары будут отлетать. В сосновом лесу комары есть, но когда ветер качает вершины, то комаров там нет, в вершинах.

[kelavrik-0.livejournal.com]

:)))) Кстати, на высокие этажи комарики залетают заразы.

[flavorchemist.livejournal.com]

Да, да да, конечно Вы правы. Считать лень было.

[kelavrik-0.livejournal.com]

Главное, чтоб картинки были хорошие.