If superpowers were real: Body mass - Joy Lin

Wenn Superkräfte real wären: Veränderung des Körpergewichts -- Joy Lin

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2013-06-27 ・ TED-Ed


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Wenn Superkräfte real wären: Veränderung des Körpergewichts -- Joy Lin

1,430,731 views ・ 2013-06-27

TED-Ed


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Übersetzung: Nadine Hennig Lektorat: Tonia David
00:14
Some superheroes can grow
0
14205
1651
Einige Superhelden wachsen
00:15
to the size of a building at will.
1
15880
3700
nach Belieben bis auf die Größe eines Gebäudes.
00:19
That's very intimidating!
2
19604
1481
Das ist sehr einschüchternd!
00:21
But a scientist must ask
3
21109
1582
Aber ein Wissenschaftler fragt sich,
00:22
where the extra material is coming from.
4
22715
3559
woher die Extra-Masse kommt.
00:26
The Law of Conservation of Mass implies
5
26298
2072
Der Massenerhaltungssatz besagt,
00:28
that mass can neither be created
6
28394
2690
dass Masse weder aus dem Nichts entstehen,
noch ins Nichts verschwinden kann.
00:31
nor destroyed,
7
31108
1140
00:32
which means that our hero's mass
8
32272
1646
Daher ändert sich das Gewicht unseres Helden nicht,
00:33
will not change just because his size changes.
9
33942
3916
nur weil sich seine Größe ändert.
00:37
For instance, when we bake a fluffy sponge cake,
10
37882
4330
Backen wir z. B. einen lockeren Biskuitkuchen,
00:42
even though the resulting delicious treat
11
42236
1953
dann ist der fertige, köstliche Kuchen
00:44
is much bigger in size than the cake batter
12
44213
2454
zwar größer als der Kuchenteig, den wir in den Ofen getan haben,
00:46
that went into the oven,
13
46691
1491
00:48
the weight of the cake batter should still equal
14
48206
2596
aber das Gewicht des Kuchenteigs
00:50
the weight of the cake
15
50826
1151
sollte immer noch Gewicht des Kuchens
00:52
plus the moisture that has evaporated.
16
52001
3670
plus der Feuchtigkeit, die verdampft ist, sein.
00:55
In a chemical equation,
17
55695
1259
Bei chemischen Gleichungen
00:56
molecules rearrange to make new compounds,
18
56978
2587
ordnen sich die Moleküle, um neue Verbindungen zu formen, neu an,
00:59
but all the components should still be accounted for.
19
59589
3669
aber alle Bestandteile sind immer noch vorhanden.
01:03
When our hero expands
20
63282
1867
Wächst unser Held
01:05
from 6 feet tall
21
65173
1849
von 2 Meter
01:07
to 18 feet tall,
22
67046
2358
auf 6 Meter,
01:09
his height triples.
23
69428
2313
dann verdreifacht sich seine Körpergröße.
01:11
Galileo's Square Cube Law says
24
71765
1904
Galileis "Transformationsgesetz" besagt,
01:13
his weight will be 27
25
73693
2135
dass sein Gewicht 27 mal
01:15
- 3 times 3 times 3 equals 27 -
26
75852
2435
seine reguläre Körpergröße sein wird
01:18
times his regular weight
27
78311
1188
(3 mal 3 mal 3 = 27),
01:19
since he has to expand in all three dimensions.
28
79523
3474
da er sich in alle drei Dimensionen ausdehnt.
01:23
So, when our superhero transforms into a giant,
29
83021
3521
Wenn sich unser Superheld in einen Riesen verwandelt,
01:26
we are dealing with two possibilities.
30
86566
2648
bestehen zwei Möglichkeiten.
01:29
Our hero towering at 18 feet
31
89238
2395
Unser Superheld mit 6 m
01:31
still only weighs 200 pounds,
32
91657
2864
wiegt nur 90 kg,
01:34
the original weight in this human form.
33
94545
2425
das ursprüngliche Gewicht als Mensch.
01:36
Now, option two, our hero weighs 5,400 pounds
34
96994
5108
Möglichkeit 2: Unser Held wiegt 2 430 kg
01:42
- 200 pounds times 27 equals 5,400 pounds -
35
102126
4428
(90 kg mal 27 = 2 430 kg),
01:46
when he is 18 feet tall,
36
106578
1602
wenn er 6 m groß ist,
01:48
which means he also weighs 5,400 pounds
37
108204
4311
dann wiegt er aber auch 2 430 kg,
01:52
when he is 6 feet tall.
38
112539
2193
wenn er 2 m groß ist.
01:57
Nobody can get in the same elevator with him
39
117455
1585
Niemand kann mit ihm in den Aufzug steigen,
01:59
without the alarm going off.
40
119064
1759
ohne dass der Alarm losgeht.
02:00
Now, option two seems a little more
41
120847
1860
Die 2. Möglichkeit ist wissenschaftlich gesehen
02:02
scientifically plausible,
42
122731
1231
02:03
but it begs the question,
43
123986
1923
etwas plausibler,
aber es stellt sich die Frage:
02:05
how does he ever walk through the park
44
125933
1696
Wie läuft er durch den Park,
02:07
without sinking into the ground
45
127653
1221
ohne im Erdboden zu versinken?
02:08
since the pressure he is exerting on the soil
46
128898
2210
Denn der auf den Boden ausgeübte Druck
02:11
is calculated by his mass
47
131132
1418
wird mit Masse geteilt durch
02:12
divided by the area of the bottom of his feet?
48
132574
3221
die Fläche seiner Fußsohlen berechnet.
02:15
And what kind of super socks and super shoes
49
135819
2564
Welche Art "Superstrümpfe" und "Superschuhe"
02:18
is he putting on his feet to withstand all the friction
50
138407
3057
zieht er an, um der Reibung standzuhalten,
02:21
that results from dragging his 5,400 pound body
51
141488
3610
die entsteht, wenn er mit seinem 2 430 kg schweren Körper
02:25
against the road when he runs?
52
145122
3503
auf der Straße rennt?
02:28
And can he even run?
53
148649
1654
Kann er überhaupt rennen?
02:30
And I won't even ask how he finds pants
54
150327
2322
Ich werde erst gar nicht fragen, wie er Hosen findet,
02:32
flexible enough to withstand the expansion.
55
152673
3043
die so anpassungsfähig sind, dass sie der Ausdehnung standhalten.
02:41
Now, let's explore the density
56
161180
2146
Nun zur Dichte
02:43
of the two options mentioned above.
57
163350
2482
der beiden vorher erwähnten Möglichkeiten.
02:45
Density is defined as mass divided by volume.
58
165856
3027
Dichte berechnet man als Masse geteilt durch Volumen.
02:48
The human body is made out of bones and flesh,
59
168907
2838
Der menschliche Körper besteht aus Fleisch und Knochen,
02:51
which has a relatively set density.
60
171769
2618
die eine relative Solldichte aufweisen.
02:54
In option one, if the hero weighs 200 pounds all the time,
61
174411
3223
Wiegt der Held der 1. Möglichkeit zufolge immer 90 kg,
02:57
then he would be bones and flesh at normal size.
62
177658
3174
dann würden Fleisch und Knochen normal groß sein.
03:00
When he expands to a bigger size
63
180856
2131
Dehnt sich sein Körper aus,
03:03
while still weighing 200 pounds,
64
183011
1633
wiegt aber immer noch 90 kg,
03:04
he essentially turns himself
65
184668
1815
wird er im Grunde
03:06
into a giant, fluffy teddy bear.
66
186507
3496
zu einem riesigen, flauschigen Teddybären.
03:13
In option two, if the hero weighs
67
193188
2007
Wiegt der Held der 2. Möglichkeit zufolge
03:15
5,400 pounds all the time,
68
195219
1899
immer 2 430 kg,
03:17
then he would be bones and flesh at 18 feet
69
197142
3065
dann hätte er Fleisch und Knochen eines 6-Meter-Helden,
03:20
with 5,400 pounds of weight supported by two legs.
70
200231
3813
also 2 430 kg auf zwei Beinen.
03:24
The weight would be exerted on the leg bones
71
204068
2096
Das Gewicht wirkt auf die Beinknochen
von verschiedenen Winkeln aus, wenn er sich bewegt.
03:26
at different angles as he moves.
72
206188
1643
03:27
Bones, while hard, are not malleable,
73
207855
2304
Knochen sind hart, aber nicht verformbar,
03:30
meaning they do not bend,
74
210183
1599
das heißt sie verbiegen sich nicht
03:31
so they break easily.
75
211806
2068
und können leicht brechen.
03:33
The tendons would also be at risk of tearing.
76
213898
2313
Die Sehnen laufen Gefahr zu reißen.
03:36
Tall buildings stay standing
77
216235
1913
Große Gebäude stehen still,
03:38
because they have steel frames
78
218172
1790
weil sie Stahlkonstruktionen sind
03:39
and do not run and jump around in the jungle.
79
219986
2856
und nicht hin und her rennen und springen.
03:42
Our hero, on the other hand,
80
222866
1144
Unser Held, auf der anderen Seite,
03:44
one landing at a bad angle
81
224034
2780
landet einmal im falschen Winkel
03:46
and he's down.
82
226838
1793
und dann liegt er am Boden.
03:51
Assuming his bodily function is the same as any mammal's,
83
231999
3191
Vorausgesetzt, dass seine Körperfunktionen normal sind,
03:55
his heart would need to pump a large amount of blood
84
235214
2477
müsste sein Herz eine große Menge Blut
03:57
throughout his body to provide enough oxygen
85
237715
2174
zur Sauerstoffzufuhr durch seinen Körper pumpen,
03:59
for him to move 5,400 pounds of body weight around.
86
239913
3187
damit er sich mit 2 430 kg Körpergewicht bewegen kann.
04:03
This would take tremendous energy,
87
243124
2109
Dazu braucht es sehr viel Energie.
04:05
which he would need to provide
88
245257
1429
Dafür sorgt er,
04:06
by consuming 27 times 3,000 calories of food every day.
89
246710
4554
indem er täglich 27 mal 3 000 Kalorien Essen zu sich nimmt.
04:11
Now, that is roughly 150 Big Macs.
90
251288
3625
Das sind etwa 150 Big Macs.
04:14
27 times 3,000 calculated equals
91
254937
2336
27 mal 3 000
04:17
81,000 calculated slash 550 calories
92
257297
3497
= 81 000, und das geteilt durch 550 Kalorien
04:20
equals 147.
93
260818
1438
= 147.
04:22
He wouldn't have time to fight crime
94
262280
1842
Er würde keine Zeit haben, das Böse zu bekämpfen,
04:24
because he would be eating all the time
95
264146
2254
weil er ständig essen
04:26
and working a 9-to-5 job
96
266424
2005
und einem geregelten Job nachgehen müsste,
04:28
in order to afford all the food he eats.
97
268453
3479
um das ganze Essen, das er verzehrt, zu bezahlen.
04:31
And what about superheroes
98
271956
939
Und was ist mit Superhelden,
04:32
who can turn their bodies into rocks or sand?
99
272919
2984
die sich in Steine oder Sand verwandeln können?
04:35
Well, everything on Earth is made out of elements.
100
275927
2644
Alles auf der Erde besteht aus Elementen.
04:38
And what defines each element
101
278595
1381
Jedes Element ist durch die Protonenanzahl im Atomkern definiert.
04:40
is the number of protons in the nucleus.
102
280000
2074
04:42
That is how our periodic table is organized.
103
282098
3352
Das Periodensystem ist auf diese Weise aufgebaut.
04:45
Hydrogen has one proton,
104
285474
1814
Wasserstoff hat ein Proton,
04:47
helium, two protons,
105
287312
1561
Helium zwei,
04:48
lithium, three protons,
106
288897
1166
Lithium drei
04:50
and so on.
107
290087
1203
und so weiter.
04:51
The primary component of the most common form
108
291314
2143
Der Hauptbestandteil von herkömmlichem Sand
04:53
of sand is silicon dioxide.
109
293481
1898
ist Siliziumdioxid.
04:55
Meanwhile, the human body consists of
110
295403
2229
Der menschliche Körper dagegen
04:57
65% oxygen,
111
297656
1728
besteht aus 65 % Sauerstoff,
04:59
18% carbon,
112
299408
1528
18 % Kohlenstoff,
05:00
10% hydrogen,
113
300960
1131
10 % Wasserstoff
05:02
and 7% of various other elements
114
302115
2441
und 7 % verschiedener anderer Elemente,
05:04
including 0.002% of silicon.
115
304580
4226
einschließlich 0,002 % Silizium.
05:08
In a chemical reaction,
116
308830
1201
Bei chemischen Reaktionen
05:10
the elements recombine to make new compounds.
117
310055
2758
verbinden sich die Elemente, um neue Verbindungen zu formen.
05:12
So, where is he getting all this silicon
118
312837
1937
Woher bekommt er das notwendige Silizium,
05:14
necessary to make the sand?
119
314798
2719
um zu Sand zu werden?
05:17
Sure, we can alter elements
120
317541
1529
Gewiss können wir Elemente
05:19
by nuclear fusion or nuclear fission.
121
319094
2780
durch Kernfusion oder Kernspaltung verändern.
05:21
However, nuclear fusion requires so much heat,
122
321898
3127
Eine Kernfusion bedarf jedoch so viel Wärme,
05:25
the only natural occurrence of this process is in stars.
123
325049
3762
dass dieser Prozess als natürliches Phänomen nur auf Sternen vorkommt.
05:28
In order to utilize fusion in a short amount of time,
124
328835
2705
Um die Kernfusion in einem kurzen Zeitraum einsetzen zu können,
05:31
the temperature of the area
125
331564
1401
muss die Temperatur in dem Gebiet
05:32
needs to be hotter than the Sun.
126
332989
2472
heißer als die Sonne sein.
05:35
Every innocent bystander will be burned to a crisp.
127
335485
4264
Jeder unschuldige Zuschauer wird knusprig durchgebrannt werden.
05:41
Rapid nuclear fission is not any better
128
341302
2741
Schnelle Kernspaltung ist auch nicht viel besser,
05:44
since it often results in many radioactive particles.
129
344067
3217
weil dabei oft viele radioaktive Partikel entstehen.
05:47
Our hero would become
130
347308
1174
Unser Held würde zu einem lebendigen Kernkraftwerk werden
05:48
a walking, talking nuclear power plant,
131
348506
3015
05:51
ultimately harming every person he tries to save.
132
351545
3602
und schließlich allen schaden, die er versucht zu retten.
05:55
And do you really want the heat of the Sun
133
355171
2563
Willst du wirklich die Glut der Sonne
05:57
or a radioactive nuclear plant inside of your body?
134
357758
4265
oder ein radioaktives Kernkraftwerk in deinem Körper haben?
06:06
Now, which superpower physics lesson
135
366899
2471
Welche Physiklektion über die Superkräfte
06:09
will you explore next?
136
369394
2445
wirst du als nächste erkunden?
06:11
Shifting body size and content,
137
371863
4053
Veränderung von Körpergröße und -gewicht,
06:15
super speed,
138
375940
1313
Supergeschwindigkeit,
06:17
flight,
139
377277
1835
Fliegen,
06:19
super strength,
140
379136
2941
Superkraft,
06:22
immortality,
141
382101
2301
Unsterblichkeit
06:24
and
142
384426
1850
oder
06:26
invisibility.
143
386300
2670
Unsichtbarkeit?
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