A física da vida real de Super Mario Como poderia um canalizador corpulento saltar tão alto?
NotíciaCapaz de saltar cinco vezes a sua própria altura, correr a uma velocidade constante de 11 km / he perfurar tijolos maciços, Mario é capaz de feitos maravilhosos. Mas o que é sobre o corpo do encanador que permite tais milagres de atletismo? Quando você descasca as camadas do personagem infame da Nintendo, você revela uma maravilha médica que é mais provável que alienígena do que humana..
Você realmente só tem uma noção das habilidades de Mario depois de quantificá-lo e compará-lo com suas contrapartes humanas.
Então, o que faz um Mario? Com Super Mario Run agora subindo nas paradas da App Store do iPhone, colocamos a anatomia do encanador mais famoso do mundo sob o microscópio.
Medindo-um Mario
O personal trainer canadense, Evan Ungar, detém o Recorde Mundial do Guinness para 'Highest Standing Jump', conseguindo ultrapassar 5'3.” sem correr:
5'10” alto, Ungar saltou quase a altura de seu próprio corpo para atingir o recorde.
Mario faz um pouco melhor.
No Super Mario Brothers original (de onde tirarei todas as minhas medições), ele pode dar um salto para cinco vezes a altura de seu próprio corpo:
De acordo com uma estátua oficial da Nintendo, Mario fica 5'1” alto, o que significa que a cada salto Mario está saltando mais de 25 'no ar, ou 7,75 m. Quase cinco vezes o recorde de Ungar.
Quando se trata de correr, sabendo que Mario é 5'1” tall significa que podemos ter sua altura vertical no jogo e usá-lo como uma régua para marcar uma distância horizontal e tempo quanto tempo ele leva para executá-lo.
De lá, podemos extrapolar o quão longe ele poderia viajar em uma milha e trabalhar em sua velocidade máxima. Qualquer um que tenha jogado esses primeiros jogos de Mario saberá que, assim que o homem chegar à velocidade, ele não diminuirá a velocidade até que ele atinja uma parede de tijolos, para que possamos ter certeza de que ele seguirá em um ritmo constante:
Leva Mario três segundos para cobrir uma distância equivalente a 15m. Mais de uma hora, nessa velocidade, Mario cobriria 18 km, ou 11,2 milhas. Comparado com o 9,58 segundo 100m dash de Usain Bolt, que funciona a 27,44 km / h, Mario está praticamente correndo. No entanto, quando você olha para o recorde de maratona de 2:02:57 de Dennis Kimetto, com uma velocidade média de 12,7 mph, você pode ver o italiano robusto se segurando sozinho, especialmente para alguém que está nisso há 35 anos..
É o soco através de tijolos que vê Mario no seu mais impressionante, no entanto. Embora você possa ter visto vídeos de especialistas em artes marciais socando o concreto, normalmente será uma laje individual ou uma pilha deles separada por lápis. Em Mario, os blocos flutuantes têm 4 camadas de espessura, sem intervalos óbvios entre as linhas:
No entanto, apesar disso, ele é capaz de destruí-los em um único golpe.
De acordo com um artigo na (leitura tardia fascinante, eu vou te dizer), uma pilha de quatro tijolos de alta resistência pode aguentar 3.750psi de pressão antes de quebrar, ou, 16.681 newtons.
Agora, quando artistas marciais perfuram blocos, eles fazem isso a cerca de 24 mph, produzindo 3.000 newtons de força. demonstra como isso é força suficiente para quebrar um bloco de concreto. Para Mario quebrar uma pilha de quatro, ele tem que produzir mais de cinco vezes.
É claro que, enquanto um artista marcial está produzindo toda essa força de um soco, Mario está produzindo 16.681 newtons de força de seu salto..
Sabendo quanta força ele requer para impactar os tijolos para esmagá-los e a velocidade de seu salto, podemos arriscar um palpite sobre a massa corporal de Mario. Considere esta equação:
Se a força for igual a 16,681, a velocidade for 7,75 m / s, e o tempo de contato for um único quadro, ou -0,3 segundos, a massa de Mario deve ser de apenas 33,3 kg. Isso é pouco mais de 5.
É neste momento que eu provavelmente diria que os físicos descobriram que os jogos do Mario não são jogados pela gravidade da Terra..
Em um artigo intitulado, um grupo de alunos da Midwood High School no Brooklyn College calculou a partir da velocidade com que Mario caiu no chão, afirmando que ele está agindo abaixo de 9,31g, mais de nove vezes maior do que o padrão da Terra. Então, enquanto ele tem uma massa corporal de 33,3 kg, em seu mundo, ele pesa 310 kg, ou um 48º mais corpulento.
Então, Mario, um 5'1” o homem é capaz de correr a 11,2 mph, pular mais de 25 pés, e perfurar pilhas de quatro tijolos, enquanto pesa quase 48.
Que tipo de corpo permitiria esses talentos?
Fazendo um Mario
A primeira coisa a fazer é tentar descobrir quanto de Mario é composto de músculo. Conhecemos sua massa corporal e sua altura, o que é um começo, especialmente se assumirmos que seu corpo é proporcionalmente muito semelhante ao de uma pessoa comum..
Em julho de 2000 havia, que estudou 468 homens e mulheres diferentes para calcular a massa muscular esquelética média de uma pessoa, dependendo de sua idade e sexo. Músculo esquelético é a carne que puxa seus ossos, movendo suas articulações e fornecendo energia para todas as suas atividades. É lá que poderemos descobrir como Mario pode pular tão alto.
O primeiro obstáculo ao colocar Mario neste gráfico é descobrir quantos anos ele tem. De acordo com sua biografia em Super Smash Bros Melee, ele tinha 26 anos em 2002, o que significaria que ele nasceu em 1976, apenas cinco anos antes de sua primeira aparição no Donkey Kong original, e 40 anos hoje.
Eu acho que Mario é um mentiroso.
Por um lado, você tem que levar em conta que em sua primeira aparição o homem é um encanador qualificado. requer que os aprendizes tenham pelo menos 16 anos de idade antes de começarem os quatro anos de treinamento necessários para serem qualificados, o que significa que em 1981, quando ele aparecer em Donkey Kong, ele deve ter pelo menos 20. Eu darei a Mario o benefício do duvido e dizer que ele nasceu em 1961, fazendo dele hoje 55.
Nessa faixa, de acordo com o estudo, cerca de 35% da massa corporal é composta de músculo esquelético. Isso significa que Mario tem apenas 11,7 kg, pouco acima de 1,8º, de músculo para alcançar as proezas que ele faz.
Vamos olhar novamente para aquele salto e a quantidade de energia que levaria para impulsionar um objeto de 33 kg no ar sob mais de nove vezes a gravidade da Terra. Energia = massa x gravidade x altura. Então estamos falando de músculos que usam 23.563 joules em cada salto. Como leva um único segundo para fazer isso, sabemos que a energia gerada pelos músculos é exatamente a mesma.
Para colocar isso em perspectiva, de acordo com o Manual Padrão da Marks para Engenheiros Mecânicos, “um trabalhador ao longo de um dia de 8 horas pode sustentar uma produção média de cerca de 75 watts”. Em um único salto, Mario usa a mesma quantidade de energia que uma pessoa trabalhando por cinco minutos.
Claramente, Mario deve ter alguns músculos sérios, mas do lado de fora ele não parece volumoso. Seus braços e pernas são finos, seu peito é arredondado ao invés de duro.
Existe uma condição muito rara que pode ajudar a explicar isso: hipertrofia muscular relacionada à miostatina. Esta condição faz com que as pessoas tenham o dobro da massa muscular que um humano comum. Você pode ter visto o documentário infantil mais forte do mundo que se seguiu a Liam Hoekstra, uma criança de três anos com a condição:
Estes músculos mais densos são capazes de produzir o dobro de energia enquanto ocupam metade do espaço..
Mesmo com o dobro da força do seu homem médio, ainda temos várias ordens de magnitude do que ele precisaria para produzir o poder e a força que ele exibe no Super Mario World..
Fica ainda mais estranho quando você pensa nos ossos de Mario. Enquanto Mario é relativamente leve em massa, ele está fazendo tudo isso pulando e socando em um mundo onde ele pesa 48º. A tensão constante em suas articulações e ossos deve ser horrível.
Tem havido muitos estudos sobre as formas como negamos a força de um impacto de uma queda, como ou. Nós não precisamos olhar para aqueles, porém, porque Mario pousa com os dois pés juntos e as pernas esticadas, como todo manual de saúde e segurança já disse para não fazer.
Se ao menos houvesse um estudo em que os cientistas fizessem as pessoas pularem de uma altura sem dobrar as pernas, só para ver o dano que causaria ...
Oh ciência, .
Em 2013, um grupo em São Paulo fez com que os sujeitos usassem uma plataforma que trancava os joelhos no lugar e os fez pular de uma plataforma para medir a força que os joelhos sofreram. O estudo descobriu que os sujeitos com um peso médio de 64 kg, saltando de 75cm, colocam os joelhos sob 6,100N de força.
Mario tem quase seis vezes esse peso em seu planeta e cai de dez vezes mais. De acordo com a engenheira biomédica Cindy Bir, da Wayne State University, em Detroit, em uma entrevista, um duro golpe de entrega de 4000 newtons de força tem 25% de chance de quebrar seu fêmur. Mario está recebendo muitas vezes esse impacto a cada salto. É uma maravilha que suas pernas não se partam em mil pedaços a cada pouso.
Na verdade, existe uma razão real do mundo que pode explicar por que Mario não está sempre de muletas - pode ser que ele tenha uma proteína LRP5 mutante que levou ao aumento da densidade óssea. De acordo com um artigo, um caso da mutação foi descoberto depois que uma pessoa se afastou de um grave acidente de carro sem um único osso quebrado..
Outro foi encontrado depois que os médicos falharam várias vezes para encaixar um paciente com uma prótese de quadril, o problema era que eles não conseguiam os parafusos para a prótese penetrar em seus ossos. Um efeito colateral para aqueles com a mutação é que, com ossos tão densos, eles não podem nadar tão facilmente, encontrando seus corpos menos flutuantes do que outras pessoas. Considerando a maneira como Mario afunda nos níveis submarinos, isso sugere que pode ser a causa.
Olhando além de seus músculos e ossos, os órgãos de Mario são submetidos a extremo estresse por suas travessuras. Seu cérebro, por exemplo, está sendo submetido às mesmas forças G extremas que um piloto de caça toda vez que ele salta de uma pilha alta de blocos. Ele corre o risco de desmaiar enquanto cai por causa do sangue que será sugado pelos vasos sangüíneos do crânio. Quando ele atinge o solo, a desaceleração repentina pode fazer com que seu cérebro se machuque enquanto se move dentro do crânio. Mario deve ter uma camada de merengues mais espessa do que a média das pessoas, fornecendo mais material de amortecimento dentro do crânio para evitar que ele machuque no impacto..
Então há o coração dele. A pressão sanguínea de Mario deve ser enorme. Ele não está apenas vivendo em um mundo com mais de nove vezes a gravidade, o que sobrecarregará seu sistema vascular apenas para transportar o sangue pelo corpo, mas, com seus músculos mais densos que o normal, expelindo tanta energia a cada salto, o coração precisará estar trabalhando mais para garantir que eles sejam supridos com sangue recém-oxigenado. Se cortássemos o homem, seu coração e pulmões seriam muito maiores e feitos de tecidos mais densos..
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Um efeito colateral de todos esses músculos e órgãos maiores e de melhor desempenho é que o corpo de Mario queima muito mais energia. Assim como seu gasto básico de calorias, cada um de seus saltos queima pelo menos cinco calorias. Não muito de uma só vez, mas todos os níveis vê Mario correndo como um coelho, acumulando centenas de calorias.
Depois, há o fato de que ele corre em todos os lugares, enquanto pesa 48, o que acrescenta um esforço maior a todos os seus movimentos. Embora provavelmente um homem muito saudável, ele precisará tomar milhares de calorias extras todos os dias. Tudo em um mundo onde a única comida que ele pode encontrar são cogumelos.
Tenho certeza de que a Nintendo nunca pensou muito sobre a realidade de Mario, mas a criatura que eles construíram é fascinante. Se ele jogasse pelas mesmas regras que as pessoas normais, ele estaria morto muitas vezes. Seu corpo seria pesado demais para a vida em um mundo com nove vezes a gravidade, com seus músculos, órgãos e ossos mal equipados para funcionar sob intensa pressão..
Há muitas perguntas sobre o Mario, mas os números que podemos calcular da maneira como ele se comporta no jogo se somam para fazer um homem ser construído de maneira muito diferente do seu encanador comum..
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