¿Qué pasaría si un grano de arena me golpeara en el cofre a 200,000 millas por hora?

Answer 1

Voy a usar unidades de medida que usan los tiradores de EE. UU. Los pesos de bala se miden en granos y las velocidades en pies por segundo. Una bala común de .22 pesa alrededor de 40 granos y viaja alrededor de 1,200 pies por segundo. La energía de una bala se mide en libras pie. La energía de un .22 de un rifle es de aproximadamente 105 libras-pie.

Todos saben E = MC (al cuadrado) Eso es directamente de energía = masa por velocidad por velocidad. Doble masa y doblarás la energía. Doble velocidad y haces que la energía sea cuatro veces mayor.

Un grano de sílice de 2 mm x 2 mm pesa 1/10 de grano. Ese es el extremo superior de la arena, pero no es inusualmente grande. Como la mayoría de la gente ha mencionado, la mayoría de la arena es sílice, así que estoy usando sílice. Una velocidad de 200,000 millas por hora se traduce en 293333 pies por segundo. La energía sería de aproximadamente 19109 libras-pie. Eso se traduce en unos 25.908 julios. Recuerde, mientras que la masa es quizás 1 / 400th de un .22, la velocidad es 244 veces mayor. La mitad de la masa pero duplica la velocidad y duplica la energía.

Una ronda de .50 BMG tiene una energía de boca de aproximadamente 12,000 libras-pie. Esto es considerablemente más alto.

Entonces, ¿qué pasaría si tal grano de arena te golpeara en el cofre? Realmente va a depender de la ruta exacta cuando te golpee. Incluso la ropa que llevas puesta lo afectará. Incluso un .22 te matará si te golpea en el lugar correcto como un vaso sanguíneo importante en el corazón. Esto tendría suficiente energía para vaporizar 80 cc de agua en su cuerpo. Puede que tengas suerte. Puede que no. No me gustaría saberlo.

Answer 2

Referencia: El SPIW, el arma más mortal que nunca existió

Basado en la experiencia del intento en la década de 1960 de usar flechillas de alta velocidad en rifles de combate, diría que un proyectil de diámetro muy pequeño, como un grano de arena que se mueve a una velocidad súper alta, pasaría directamente aunque pasaras desapercibido.

Una flechette es cualquier proyectil aerodinámico. Se diferencia de una bala en que usa aletas para la estabilización en lugar de la rotación y, por lo tanto, puede ser mucho más larga y delgada que las balas. (Las balas tienen un movimiento llamado nutación que crea una relación máxima de largo a ancho que, si se excede, hace que la bala caiga en vuelo). Las flechillas de los años 60 parecían agujas de coser largas con pequeñas aletas en ellas.

La relación de su pequeña sección transversal en el punto de impacto a su longitud combinada con velocidades 3-4 veces más altas que las balas significaba que, aunque los proyectiles eran pequeños y livianos, tenían un tremendo poder de penetración. Las flechitas perforaron fácilmente la placa de acero que dio la vuelta a las rondas M14.

Pero, cuando se trataba de carne, esa penetración de alta velocidad fue contraproducente. La flechette arrancó la pequeña cantidad de carne frente al proyectil lejos de la carne circundante tan rápido que ninguna de la energía del impacto se transmitió lateralmente. En lugar de un cono de fuerza expansiva que cabría esperar, el paso de la flechette acaba de dejar un túnel cilíndrico recto del diámetro exacto de la flechette. El túnel pasó limpiamente de un lado a otro, a pesar de que el hueso dejó todo el tejido que no estaba realmente dentro del tubo, sin verse afectado.

Se consideró que prácticamente todas esas heridas no solo podían sobrevivir, incluso si golpeaban el corazón o el cerebro, sino que en realidad eran notables, es decir, alguien que recibió un disparo de la flechette nunca podría no tenerlo. El túnel de la herida era tan pequeño que se cerraría y sanaría invisible por sí solo.

Sin embargo, si la flechette se dobla o se desvía hacia un lado durante el impacto, rebotaría dentro del cuerpo como una cuchilla en miniatura haciendo un daño masivo. Pero no pudieron conseguir que la flechette lo hiciera con ninguna fiabilidad.

Creo que un grano de arena de alta velocidad probablemente tendría el mismo problema de desgarrar la carne tan rápido que no transmitiría ninguna energía lateralmente a la carne a los lados, sino que simplemente golpearía un grano de arena a través y a través del túnel que se cerraría arriba invisible.

Incluso si el impacto indicara deformar o incluso vaporizar el grano, a esa velocidad estaría fuera del otro lado del cuerpo antes de que pudiera manifestarse el cambio en su diámetro radial. En otras palabras, sigue siendo del mismo tamaño dentro de unas pocas micras de salida que cuando entró, incluso si había comenzado el proceso de expansión radical.

Es posible que aparezca una bola de fuego a unas docenas de metros detrás de usted sin razón aparente, pero de lo contrario, dudo que haya alguna evidencia de su paso.

Answer 3

Impactos de los desechos orbitales en naves espaciales

A altas velocidades, los escudos de Whipple se vuelven efectivos. A velocidad normal, una bala atravesaría fácilmente 2 láminas delgadas de aluminio. A hipervelocidad, la bala que golpea la primera lámina delgada se convertiría en fragmentos y tal vez plasma. Si la segunda lámina de aluminio se separara correctamente, no se penetraría.

“Originalmente conocido como” parachoques de meteoritos “y ahora denominado escudo Whipple, consiste en una delgada película de aluminio que se encuentra a poca distancia del cuerpo de la nave espacial. Cuando un micrometeoroide golpea el papel, se vaporiza en un plasma que se propaga rápidamente. cuando este plasma cruza la brecha entre el escudo y la nave espacial, se difunde tanto que no puede penetrar el material estructural debajo ”
Basura espacial

La energía cinética convertiría el grano de arena más los primeros cm o dos de piel y tejido / músculo subcutáneo en plasma. El plasma se expandiría como una pequeña explosión. Puede o no penetrar hacia el otro lado, pero el diámetro de la herida sería bastante grande. Análogo pero diferente de la cavidad temporal de una bala normal en carne.

200,000 mph es 89.4 km / s. Los desechos espaciales normales / micro meteoroides generalmente están a 3-10 km / s. Con una velocidad tan alta, incluso la carne tendría el mismo efecto que golpear un trozo de lámina delgada de aluminio, convirtiendo el proyectil en plasma.

actualizar:

Una respuesta calcula el peso de un grano de arena como 270 microgramos. 0.00027 g = 270 microgramos. Aquí hay un proyectil de 30 microgramos a 7 km / s (más de 10 veces más lento que 200,000 mph) golpeando el cobre.

Micrometeoroides y desechos orbitales (MMOD)

A una velocidad de 10x, la herida sería más grande ya que la explosión de plasma sería más enérgica pero aún relativamente superficial.

un cráter de 1,8 mm de diámetro en un tubo / barra de metal (probablemente aluminio) desde un pasamanos fuera de la EEI por un golpe. Una vez más, muestra que a una velocidad demasiado alta tiene una penetración menor. Aumente la velocidad 10 veces y tendrá una explosión de plasma más grande, aún superficial pero más grande. ¿Posiblemente lo suficiente como para cortar el pasamanos en dos tal vez?

La NASA informa que el riesgo de pasamanos de micrometeoroides en la EEI resuelto

Answer 4

Un grano de arena es de aproximadamente 0,10 milímetros cúbicos = 0,00010 cm ^ 3

La arena está hecha casi por completo de cuarzo.

El cuarzo es 2,65 g / cm ^ 3.

200.000 millas por hora = 321.868,8 km / h = 91.962,5 m / s

Momentum = masa por velocidad.

Así, 2,65 x 0.00010 = 0,00027 g

0,00027 x 91.962,5 = 25 Ns

Eso no sería tan doloroso. 25 Ns es como levantar 2,5 kg o 5,5 lbs. Creo que solo causa un hematoma, nada más.

Answer 5

Su cuerpo tiene la densidad aproximada de agua. Tal proyectil se detendría bastante rápido. Aquí están las matemáticas.

La fuerza de arrastre es [matemática] \ frac {1} {2} \ rho v ^ 2C_DA [/ matemática] donde [matemática] A [/ matemática] es la sección transversal del proyectil, [matemática] \ rho [/ matemática] es la densidad del agua, [matemática] C_D [/ matemática] es el coeficiente de arrastre. Para nuestros propósitos, está lo suficientemente cerca de 1 como para que podamos eliminarlo de la ecuación.

Entonces, la energía perdida para una longitud de penetración [matemática] d [/ matemática] es [matemática] \ frac {1} {2} \ rho Ad v ^ 2 [/ matemática]. Compare eso con la energía del proyectil [matemáticas] \ frac {1} {2} mv ^ 2 [/ matemáticas]. Compare los dos para encontrar [matemáticas] d, [/ matemáticas] la profundidad de penetración: [matemáticas] \ frac {m} {\ rho A} [/ matemáticas], pero una forma más simple de escribir es [matemáticas] d = \ frac {\ rho_p} {\ rho} L [/ math], donde [math] L [/ math] es la longitud del proyectil en la dirección de desplazamiento. La arena es aproximadamente el doble de la densidad del agua, y un grano de arena es de aproximadamente 1 mm, por lo que la profundidad de penetración es de 2 mm.

Pero hay mucha energía. Para un grano de 1 mg, 1 mm de ancho, es de aproximadamente 4000 julios: suficiente para elevar un gramo de piel en 1000 grados (o 10 gramos por 100 grados).

Entonces, el resultado es como quedar atrapado con una pistola de soldar caliente por unos momentos.

Editar: como resultado de los comentarios, he hecho un poco de refinamiento. El número de Reynolds es de aproximadamente 10 millones, por lo que el coeficiente de arrastre es de aproximadamente 0.2. Por lo tanto, la profundidad de penetración es aproximadamente 5 veces mayor de lo que dije: 1 cm. Esto ciertamente causará una gran quemadura, pero no te matará.

Curiosamente, una bala de un AK-47 también tiene una [matemática] C_D [/ matemática] de aproximadamente 0.2. La bala mide aproximadamente 20 mm, dado que el plomo tiene 11 veces la densidad del agua, por lo que se predice que d es 11 x 5 x 20 mm = 1.1 metros o 4 pies. Más inteligente todos los días hizo este experimento y encontró “5 a 6 pies”. Esto está bastante cerca. Y observe el acuerdo a pesar de que este modelo es independiente de la velocidad de la bala.

Answer 6

Te golpearía en el pecho y saldría por el otro lado, llevándote trozos de carne, tu corazón, sangre y probablemente tú con ella. Un trozo de pintura que viaja a una décima parte de esa velocidad en la atmósfera superior ya puede perforar un agujero en el metal. Imagina lo que ese grano de arena podría hacer.

Answer 7

Un grano de arena no puede viajar tan rápido en el aire. Se desintegraría en pequeños fragmentos gracias a la resistencia al viento. ¡Estarías salpicado de polvo!

En el espacio, iría limpio a través de ti. Pero va tan rápido que podría dejar un pequeño agujero … hipotéticamente, no haría mucho daño.

Answer 8

Como ejemplo, las armas utilizadas en Mass Effect 1 básicamente afeitan un pequeño grano de cualquier material almacenado en su interior (aproximadamente del tamaño de un grano de arena) y lo disparan a velocidades increíblemente altas. Se ha demostrado bastante letal.

Answer 9

En mi opinión, sobrevivirías fácilmente con un agujero recto y muy pequeño en tu cuerpo. Sanaría rápidamente.

Puedes calcular la energía del grano de arena usando 1/2 * mv ^ 2 para encontrar la energía del grano de arena. Traté de encontrar la energía necesaria para perforar un agujero a través de un cuerpo, pero hay muchas variables a tener en cuenta.

Answer 10

El grano de arena probablemente se habría desintegrado en el aire a medida que viajaba (debido a la resistencia del aire). Los pedazos de arena te golpearían, haciendo un agujero a través de tu pecho y arrancando pedazos de órganos vitales. También puede quemarte por el calor (debido a la fricción con el aire y el pecho).