Рождественский подвиг Санта-Клауса с точки зрения физики

Материал подготовлен редакцией ИноСМИ специально для раздела РИА Наука >>

Жанлу Шапю (Janlou Chaput)

В ночь со вторника на среду Санта-Клаус всего за несколько часов проделал работу колоссальных масштабов. Чтобы успеть все сделать вовремя, старому бородачу нужно действовать быстро, очень быстро… Однако каждый год он неизменно справляется с задачей. Давайте проведем чисто гипотетический подсчет.

Сейчас правительства некоторых стран поговаривают об увеличении пенсионного возраста, но одного «деда» эти меры точно не коснутся: Санта-Клауса. В течение многих десятилетий в ночь с 24 на 25 декабря он садится в сани и развозит подарки всем послушным детям. Такая работа требует хорошей физической подготовки… и вызывает немало вопросов с точки зрения физики.

Во-первых, давайте разберемся с весом. В среднем крыша дома в состоянии выдержать нагрузку в 300 килограммов на квадратный метр. Пустые сани с упряжью из девяти оленей общим весом в 3 000 килограммов займут 19 м² крыши. Таким образом, максимальный вес загруженных саней не может превышать 5 700 килограммов. Получается, что Санта-Клаус может загрузить в сани максимум 2 700 килограммов подарков, если не хочет провалиться сквозь кровлю и рухнуть в гостиную. 2 700 килограммов подарков на 378 миллионов детей… согласитесь, этого явно маловато. Если, конечно, ему с помощью волшебства не удается облегчить общий вес. В конце концов, это же Рождество. 

В среднем в одном доме живут 3,5 ребенка, что равняется 91,8 миллиону доставок, которые нужно закончить пусть и не за 15, а за 34,2 часа: с того момента, как солнце садится на островах Фиджи и поднимается у Американского Самоа, проходит больше суток. Как бы то ни было, Санта-Клаусу нужно сделать 745,6 остановок в секунду. И двигаться на сверхзвуковых скоростях.

71% земной поверхности занимает вода, а многие регионы суши по-прежнему необитаемы. Общая площадь заселенных людьми зон составляет 1 479 290 км². Каждую секунду Санта-Клаус и его олени должны посетить все дома в радиусе 12,01 км². Если дом один, то скорость должна составить 2 236 км/ч.

Но какая для этого требуется энергия? Результаты могут вас удивить. Для подсчета воспользуемся следующей формулой: E = 2.850 × (2.236)2 ≈ 14,2 миллиарда джоулей. Огромная цифра? И да, и нет. Это составляет менее 20% энергии, которую затратил один автомобиль в США за 2000 год. То есть ничего колоссального. Разумеется, можно возразить, что если делать в секунду по 745,6 остановок, то скорость не будет постоянной, а на ускорение и торможение будут требоваться дополнительные энергозатраты. Но это, пожалуй, было бы уже чересчур сложно…

Так выглядит раздача подарков Санта-Клаусом с точки зрения физики. Но позволю себе один совет: даже если вы просидите всю ночь без сна в ожидании гостя, не стоит особенно ни на что рассчитывать. Санта сможет уделить вам лишь краткий миг: не более 1,34 милисекунды. Главное же в том, чтобы ему все удалось, как обычно и происходит каждый год.

Оригинал публикации здесь