فوتبال الکتریک

چقدر فوتبال میتونه برای شهر مفید باشه؟
حتی کسانی که طرفدار فوتبال هم نیستند، جام‌جهانی فوتبال رو از دست نمیدند. خصوصا وقتی‌که برزیل میزبان این رقابت‌ها باشه.
در جام 2014 هرچند برزیل قهرمان نشد و حتی با یک باخت فجیع حذف هم شد، اما مسابقات هم پرشور بودند و هم جذاب.
اما اگر میتونستیم این شور یا به عبارت دیگه انرژی جنبشی بازیکنان رو به انرژی الکتریکی تبدیل کنیم، چقدر برق عاید شهر ریو میشد؟

چی لازم داریم؟
  1. کل برق مصرفی ریو در یک شبانه روز چه مقداره؟
  2. هر مسابقه چقدر انرژی میتونه تولید کنه؟
  3. چند مسابقه در جام‌جهانی برگزار میشه؟
تخمین!

با توجه به جمعیت ریو، برق مصرفی این شهر برای 24 ساعت باید حدود 8000 مگاوات باشه (هر 100 خانه، 1 مگاوات برق مصرف میکنه).
اما در مورد تبدیل انرژی‌ها، باید ببینیم هر بازیکن با چه سرعتی بازی میکنه:
هر بازیکن 80 کیلوگرمی، به طور میانگین 13 کیلومتر رو در 90 دقیقه طی میکنه یعنی حدودا 2.4 متر در هر ثانیه.
همچنین در جام جهانی برزیل، 64 مسابقه برگزار شد. از اونجایی که در هر تیم 10 نفر میدوند (بدون در نظر گرفتن تعویض‌های بازی) میشه اینطور نتیجه گرفت که انگار 640 نفر با سرعت 2.4 متر در هر ثانیه می‌دویدند.
سرعت 2.4 متر در هر ثانیه واقعا زیاد نیست پس اینطور در نظر بگیریم که هر بازیکن در کمتر از 1 ثانیه (مثلا نیم ثانیه) به سرعت گفته شده میرسه.
حالا طبق قانون انرژی جنبشی(نصف مجذور سرعت ضرب در جرم هر جسم برابر انرژی جنبشی است)، برای هر بازیکن داریم:

5.76 = 2 ^ 2.4
230.4=0.5 * (80 * 5.76)

یعنی 230.4 ژول برای هر بازیکن و برای همه 640 بازیکن میشه: 147456 ژول؛ چون هر بازیکن در نیم ثانیه به نهایت سرعتش میرسه بنابراین از تقسیم 147456 ژول بر 0.5 ثانیه مقدار بازدهی بدست میاد یعنی 294912 وات. این مقدار برای هر ثانیه است پس برای یک شبانه روز باید در 86400 ضرب بشه:
25480396800 = 86400 * 294912
بیشتر از 25 هزار مگاوات در هر شبانه روز! تقریبا 3 برابر برق مصرفی ریو در یک شبانه روز!
دفعه بعد که فوتبال تماشا میکنید به این فکر کنید که این دونده‌ها در واقع نیروگاه‌های مولد برق محرک هستند :))

 

4 دیدگاه

درج دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *