Ako je Misakaova guľová zbraň taká deštruktívna?

[Unboxing - BBB] 베이 블레이드 버스트 超王 (슈퍼 킹) 리뷰 3 - B-161 [부스터] 글라이드 라그나 뢰크. Wh.R 1S 리뷰 & 테스트

V epizóde 1 Railgun končí Misakova railgun poriadnym kusom toho, čo sa javí ako olympijský bazén. Neskôr v tej istej epizóde sa ukázalo, že jej railgun cestovala rýchlosťou 1030 m / s.

Čísla sa však nesčítavajú.

Predpokladajme, že Misaka použije 10 gramové mince. O 1030 m / s, táto minca má toľko energie:

Energy = 1/2 m v^2 = 1/2 (0.01 kg) (1030 m/s)^2 = 5304.5 kg (m/s)^2 = 5304.5 Joules

Plavecký bazén veľkosti olympiády má 2 500 000 kg vody. Na základe obrázku vyššie tento kužeľ pravdepodobne cestuje dobrých 100 metrov do vzduchu.

Povedzme preto v prospech pochybností, že iba 10% vody sa zdvihne 100 metrov do vzduchu.

Energy = m g h = (0.01 * 2500000 kg) (9.8 m/s^2) (100 m) = 2.45 * 10^8 kg (m/s)^2 = 2.45 * 10^8 Joules

Mince potrebujú 2.45 * 10^8 Jouly energie na pozdvihnutie bazéna, ako je uvedené vyššie. Ale jej mince môže poskytnúť iba 5304.5 Joules. Rozdiel je asi o 4 rády.

Dobre ... Skôr ako to niekto odmietne ako ďalší prípad fyziky anime, pozrime sa, čo iné by mohlo vyprodukovať toľko energie:

Točenie mince nie je zachytené pri čistej rýchlosti 1030 m / s. Ale vzhľadom na okamih zotrvačnosti malej mince by na jej uskutočnenie bolo potrebné obrovské (relativistické?) Množstvo rotácie 10^8 Joulov.
Poplatok za mincu nie je uvedený v anime. Možno Misaka nejakým spôsobom polarizuje náboj v minci a nejako ho uvoľní pri kontakte s cieľom.
Masová energia (E = mc^2) mince je 9 * 10^14 Joulov. Toto urobila?

Otázka teda znie: Existuje nejaké oficiálne vysvetlenie toho, kde mince získavajú toľko energie? Alebo to musíme nechať ako ďalší prípad fyziky anime?

A ak má niekto záujem o chatovú diskusiu o fyzike tu: chat.stackexchange.com/transcript/message/7951592#7951592
FWIW, Funimation minulý rok napísal príspevok na blogu „A certain Scientific Explanation of Railguns“. Je smutné, že prepojené PDF, ktoré riadilo čísla a tienilo, ako zle sa zdá, že bolo stratené. IIRC, odpovede tu už pokrývajú všetko, čo aj tak hovoril.
@ Mystical by Official máte na mysli čisto fyzikálne vysvetlenie alebo kanonické vysvetlenie?
@Mindwin Ako „oficiálny“ mám na mysli, ak štúdio alebo ktorýkoľvek z autorov niečo povedal.

Podľa anime a mangy má Mikoto "úsťovú rýchlosť" 1030 m / s:

Naproti tomu railgun amerického námorníctva má úsťovú rýchlosť 2520 m / s (~ 5600 mph alebo ~ 7,5-násobok rýchlosti zvuku), s úsťovou energiou 10,64 megajoulov (10,64 milióna joulov). Čo je pravdepodobne porovnateľné s množstvom energie v priemernom automobile pohybujúcom sa rýchlosťou 250 km / h.

Porovnateľne má puška AK-47 úsťovú rýchlosť 715 m / s (~ 1600 mph alebo ~ dvojnásobnú rýchlosť zvuku), s úsťovou energiou ~ 2010 joulov (za predpokladu, že sa použijú náboje 7,62 x 39 mm, ale môžu sa líšiť v závislosti na typ streliva).

Aj keď to nie je nijako veľmi pôsobivé, pokiaľ ide o guľové zbrane, pretože skutočné guľové zbrane sú schopné dosiahnuť rýchlosť možno viac ako ~ 5 000 m / s. Vezmite na vedomie, že Mikoto je stredoškolák, ktorý z nich dokáže vystreliť osem rán za minútu, čo je na rovnakej úrovni ako „typické“ guľové zbrane.

Za predpokladu, že je minca porovnateľná s veľkosťou a hmotnosťou štvrte v USA, možno predpokladať, že minca, ktorú používa, má hmotnosť asi päť gramov. Pomocou tohto vzorca môžeme získať energiu tlamy:

Energia = 0,5 * (hmotnosť) (rýchlosť)² = 0,5 * (0,005 kg) (1030 m / s)² = ~ 2652,25 joulov

Mikoto má teda na výstupe o niečo väčšie škody ako poloautomatická útočná puška.

Ale to nie je to, čo teraz vidíme, že?

Nie tak celkom. Čo by však mohlo spôsobiť taký rozdiel vo výstupe?

Podľa Page 1, kapitoly 4 mangy Railgun, manipuluje elektromagnetizmom, aby dosiahla svoje výsledky. To sa zdá byť vierohodné, pretože ak by bolo magnetické pole dostatočne zaostrené, mohla by teoreticky urýchliť iba mince a / alebo blízke objekty.

Teraz sa pozrime znovu na test bazéna. Z epizódy čistenia bazéna (S1, ep. 2) máme približný odhad rozmerov bazéna:

Umožňuje merať veci z hľadiska výšky Kuroko (~ 152 cm)!

Keď sa pozrieme na to, že bazén sa nezužuje ani neskončí, predpokladajme, že bazén je dlhý asi 14 Kurokov alebo ~ 21,28 m (áno, zdá sa mi trochu malý) a asi 11 Kurokosov široký, alebo ~ 16,72 m, podľa čiarok na dno bazéna a o niečo menej ako ~ 0,9 Kuroko, alebo povedzme 1,36 m hlboké.

Pokiaľ ide o vytlačenú vodu, my mohol pokúsiť sa integrovať objem oblaku vody za predpokladu, že je to pol na pol vzduchu, zistíme, že je to hmotnosť atď. Ale budeme tu leniví a predpokladajme, že 1/1 000 objemu vody v bazéne sa rozptýlilo do vzduchu, keď vystrelil Mikoto jej railgun. Bazén by mal objem:

Objem = (1,36 m) * (21,28 m) * (16,72 m) = ~ 486,73 m³ z vody

Pretože „ťažisko“ oblaku vody sa zdá byť porovnateľné s vrchom budovy typu gymnázia, bude to očný odhad dverí v porovnaní s budovou, takže predpokladajme, že je vysoká 10 m. Aby sme vypočítali energiu potrebnú na dosiahnutie niečoho takého, robíme to:

(Energia potrebná na zdvihnutie objektu) = (hmotnosť objektu) * (gravitačné zrýchlenie) * (výška zdvihu).

V tomto scenári urobme niekoľko rohov a predpokladajme, že všetka energia záberu smeruje do zdvíhania vody (ktorá ignoruje energiu strávenú na zahriatie vody, vytvára zvuky, hlasný výbuch, akýkoľvek dramatický efekt vetra), potom mať

Energia = (1/1000) * (~ 486,73 m³) * (1 000 kg / m³ voda) * (9,8 m / s²) * (10 m) = ~ 47699,54 joulov

Ak ho zapojíme dozadu do rovnice kinetickej energie:

√ [(~ 47699,54 J) * 2 / (0,005 kg)] = ~ 4368,04 m / s

Úsťová rýchlosť jej railgun by teda bola ~ 4368,04 m / s.

Dá sa len predpokladať, že keďže musíme rešpektovať hodnotu kánonu 1030 m / s, je možné, že poškodenie spôsobené schopnosťou Mikoto je spôsobené jej elektromagnetickou manipuláciou spôsobenou pohybom mince vzduchom alebo iným faktorom ... Ale potom znova, čo vieme o fyzike tohto sveta, kde veda a mágia existujú súčasne?

@Krazer podľa vzhľadu vyzerá ako semi-olympijský bazén, 25 m x 12,5 m x 1,36 m

+100

Elektrina môže pohybovať vodou:

Wiki hovorí, že Misaka môže generovať 1 miliardu voltov.
(aj keď niektoré zdroje uvádzajú 5 miliárd voltov, buďme SKODNUTÍ )

Ak nabije mincu, rýchly prenos náboja z mince do vody by spôsobil odpudenie medzi mincou a okolitou vodou, čo by vodu vytlačilo preč z bazénu. Rázové vlny by sa odrážali na hraniciach a na dne bazéna a tlačili by povrchovú vodu nahor.

Na anime môžete vidieť, že všetky výbuchy majú určitý pohyb do strán, ale zobrazený DRUHÝ výbuch má veľmi výrazný charakter. pohyb do strán, čo naznačuje, že náraz tlačí vodu trochu aj do strán, pretože elektricky nabitá voda sa vzďaľuje od mince, zatiaľ čo minca prechádza bazénom.

Otázka rozptýlenia náboja nie je problémom. Môže AIM blesk, takže môžeme predpokladať, že jej elektromagnetické sily môžu tiež zmeniť prierazné napätie vzduchu okolo mince (zvýšením tlaku okolo mince alebo vytvorením vákua).

Musíme sa pozrieť na kapacitu mince

Polomer štvrtiny je 13 mm

S potenciálom 1 miliardy voltov je náboj mince

Teraz môžeme vypočítať elektrickú silu medzi nabitou mincou a nabitou vodou a pre stručnosť predpokladajme:

polovica náboja sa preniesla do vody.
steny a dno bazéna sú úplne izolátor a nezničiteľný.
minca narazila na dno po prevedení polovice náboja.
Voda je od mince vzdialená 1 mm

V tejto situácii sa sila medzi mincou a vodou počíta pomocou coulombovho zákona:

Dostávame sa tu k Megajoule.

Vzhľadom na 10% hmotnosť vody v bazéne táto sila dáva vode okamžité zrýchlenie:

Teraz, aby sme zdvihli vodu 100 metrov, musíme odtlačiť vodu rýchlosťou 44,3 m / s

Takže čas interakcie medzi mincou a vodou predtým, ako sa zvyšná energia rozptýli, robí:

Krazer povedal:
energia vynaložená na zahriatie vody, vytváranie zvukov hlasného výbuchu, akýkoľvek dramatický vplyv vetra

A to je

ktoré zodpovedajú za

Aj keby ste tu mali brať do úvahy rozptýlenie náboja, zmenšujúcu sa odporovú silu medzi vodou a ďalšie malé predpoklady, na všetko je dostatok energie.

Všade je veľa energie, ktorú môžete použiť, ako chcete.

Ale myslím si, že to jasne vysvetľuje, odkiaľ pochádza energia na zdvihnutie vody.

Tiež, ak vezmete udalosti z neskorších epizód, keď použije iné predmety ako mincu

Obrí robot klepeta a neskôr celý obrovský robot

vidíte, že množstvo akumulovanej energie je väčšie, a teda aj ničivá sila. Dáva to zmysel, pretože kapacita týchto predmetov je väčšia ako kapacita mince.

Veľká vďaka Wolframovi Alphovi za výpočty a obrázky.

Ďalšie teórie:

Elektrická energia môže pokračovať v akcelerácii mince aj po tom, čo opustila „úsťovú časť“.

Ak nabije mincu, môže si na sebe vygenerovať ďalší náboj rovnakého znamienka potom, čo minca opustí „náhubok“. Takže aj keď minca odíde rýchlosťou 1030 m / s, dokázala ju zrýchliť aj po jej odpálení. Ale to ani nie je potrebné, pretože ...

Točenie mince a jedna z najničivejších síl: Harmonické.

Ako vidíme z tohto grafu wikipédie, po dosiahnutí maximálnej rezonancie (1: 1) sa prenos energie dramaticky zvýši. Veterné harmonické sú dostatočné na zničenie mosta jeho pohybom ako husľovej struny. Ak dokáže roztočiť mincu tak, aby sa jej frekvencia dokonale zhodovala s harmonickou frekvenciou bazéna, mohla by sa preniesť obrovská energia.

Len som si všimol, že vode bude trvať 9 sekúnd, kým vystúpi 100 metrov rýchlosťou 44,3 m / s. Pretože výbuch trvá len niekoľko snímok, môžeme predpokladať, že kontaktná doba je o niečo DLHŠIA AKO 5 ms a voda smerom nahor sa len zriedi / vyparí po zásahu 100 metrov
Bazén je iba jedným príkladom, často ju vidíme zastavovať a odpaľovať autá vo vzduchu, produkovať dostatok tepla na roztavenie dvoch po sebe nasledujúcich kovových tyčí a na zemi, po ktorej cestovala, zanechať hlboký škrabanec, a to aj bez priameho kontaktu. Zdá sa, akoby okrem čistej rýchlosti mince existovala aj iná energia.
Nehovoriac o tom, že v sérii Railgun predviedla, že dokáže poháňať iné predmety ako minca (konkrétne obrovské robotické rameno a celý satelit) podobnými rýchlosťami.

Aj keď som bol subjektívny, od začiatku to bol môj silný dojem, že projektilná zložka je pre jej schopnosť nepriama (a možno hraničná irelevantná).

Môže vyrábať veľa energie
Energia ide tam, kam ide projektil
Nie je však dokázané, že projektil nesie energiu

Projektil môže byť iba majákom alebo typom zamerania, pravdepodobne čisto psychologickým (s technikou, ktorá je opakom iba náhodného vystreľovania výbuchov nekontrolovanej elektriny).

Pamätám si, ako v neskorších epizódach natáčala veľký projektil, špekulácie uvedené vyššie však stále mohli platiť.

+1, toto je skvelé vysvetlenie IMO. Mohla existovať scéna, keď ľudia nájdu jej mincu, ale pamätám si, že pri mnohých streľbách z jej guľovej zbrane sa z mince stal lúč, predpokladám, že sa v procese tavila (ak z nej vôbec niečo zostane).
1 Spôsob, ako to overiť, by bolo zistiť, či ako projektil niekedy použije niečo nekovové. Pokiaľ je jej Railgun skutočne vedeckým významom Railgun, musela by konať na niečom, čo sa dá urýchliť elektromagnetizmom, teda na kov nejakého druhu. Ak dokáže používať nekovové predmety, potom to nie je vlastne zbraň pre zbrane, a toto vysvetlenie by bolo veľmi presvedčivé.

Tvrdím, že ide o prípad Anime Physics vyvrátením alternatívnych možností, ktoré ste navrhli.

Máte pravdu - niesť také množstvo energie ako moment zotrvačnosti je nemožné. Aj superveľmoci Misaky sú svetom vzdialeným od relativistických rýchlostí.
Energia nemôže byť uložená ako náboj v minci, pretože by sa ďalej rozptýlila ako „blesk“.
Energia nemohla pochádzať z masovej energie. Okrem výsledného smrteľného žiarenia by uvoľnenie hromadnej energie bez použitia antihmoty znamenalo uvoľnenie jadrovej energie. Jadrová energia sa môže uvoľňovať iba pod extrémnym tlakom (jadrové reakcie v bombách sa iniciujú kompresiou uránu výbuchom menšej bomby). Keby niekto našiel príklad Misaky, ktorá nájde svoju mincu potom, čo ju vystrelila, jednoznačne to vyvráti argument o masovej energii.

A konečne, Mythbusters v tomto videu dokázali, že minca pohybujúca sa 3-násobnou rýchlosťou zvuku (okolo rýchlosti strely) iba prehĺbi betón.

Za zmienku tiež stojí, že (pokiaľ si dobre spomínam) „psychické“ sily typu Misaka sú voľne založené na stále populárnej, fantastickej, dvojitej dezinterpretácii myšlienkového experimentu Schrödingerovej mačky: toto vnímanie ovplyvňuje realita, a teda zmena vnímania správnym spôsobom by mala zmeniť realitu. (Alebo niečo také. Existovalo okolité techno-blábolenie, ale to sa zdalo byť jeho podstatou.)

Alternatívne, aj keď menej zaujímavé vysvetlenie neprimeraných účinkov jej strelnej zbrane, by bolo niečo v tomto duchu: Misakino vlastné vnímanie toho, aká silná by mala byť, je nesprávne, čo má za následok prehnané účinky.

Všetci zabúdate na základnú skutočnosť, že meranie 1030 m / s bolo urobené pri streľbe do vody. Účinky pretiahnutia mince vystrelenej do vody sú oveľa väčšie ako účinky pretiahnutia vystreleného vzduchom. Vzduch je takmer tisíckrát menej hustý ako voda. Ak vykonáme rovnicu odporu, prídeme k sile sily na minci 18 466 Newtonov. [18466 = 0,5 * 1000 kg / m ^ 3 * (1030 m / s) ^ 2 * 0,82 * 0,000042455m ^ 2]

0,82 je koeficient odporu pre dlhý valec ako arkádová minca, 1 000 kg / m ^ 3 je hustota vody a 0,000042455 m ^ 2 je plocha prierezu vystrelenej mince.

ak vykonáme rovnicu opačne, aby sme zistili rýchlosť mince vo vzduchu, zostane nám rýchlosť 29 428 m / s.

Znie to sakra oveľa viac ako poriadna železničná pištoľ, však?

Film „A certain magical index“ obsahuje 50 zvláštnych ľahkých románov, 13 zväzkov mangy, 2 sezóny anime, film a niekoľko videohier.

'A Certain Scientific Railgun' má 2 ľahké romány, 11 zväzkov mangy, 2 sezóny anime, OVA a vlastnú videohru.

V žiadnom z týchto zdrojov (na ktorý si rovnako pamätám) nebol Misakov trik s railgunom implicitne ničím iným ako arkádovým žetónom (nie mincou, a preto je to na začiatku dokonca železné), ktorá cestuje trikrát rýchlejšie ako zvuk.

A je tu ešte jedna čudná vlastnosť útoku na railgun - Touma, chlapec s anti-magickou päsťou, to môže chytiť. (Ako je vidieť v kapitole 7, zväzok 1 mangy Railgun.)

Keďže Touma ju dokáže rozptýliť, znamená to, že na minci stále existuje niečo nadprirodzené, aj keď sa topí. Táto nadprirodzená vlastnosť bude dôvodom, prečo má tlačnú silu výrazne nad tým, čo by mala mať iba na hybnú silu.

Nemám dôkazy pre svoj ďalší bod, ale verím, že magnetické pole Misaky jednoducho pokračuje v dobrom zatláčaní mince potom, čo opustí jej ruku. To by pekne vysvetľovalo obe zvláštnosti.

Nezabudnime v epizóde, že urobila robotické rameno, ktoré urobila, pretože osoba sedela mimo dosahu svojich mincí. Na konci lúča už jednoducho nezostala žiadna minca. Vysvetlila, keď zablokovala, chytila a vystrelila z uvedenej ruky, že existuje dôvod, prečo zvyčajne používa mince.

Mám podozrenie, že sa na jej deštruktívnom potenciáli podieľa niekoľko faktorov, vrátane jej určeného štatútu, pokračujúcej akcelerácie, zotrvačnosti, rotácie, hypersonickej rázovej vlny a možnej premeny hmoty na plazmu.

Pamätajte, že tiež pravdepodobne odvádza energiu na boj proti spätnému rázu a iným deštruktívnym aspektom streľby z guľovej zbrane. Toto tienenie je dostatočné na zastavenie smerovaných viacerých jadrových výbuchov, ktoré sú schopné rýchlo sa topiť v betóne a oceli napriek tomu, že Misaka bola v tom čase vyčerpaná. Som si istý, že to môže byť dostatok energie na to, aby spôsobil sekundárne zrýchlenie.

Je to prípad fyziky anime, o ktorej sa zmienili iné plagáty, ale nie vaša priemerná fyzika anime, v niektorých častiach manga a indexu sesterských sérií sa hovorí, že spôsob, akým esperovské sily fungujú, je manipulácia s realitne deformujúcim poľom tak, aby vyhovovalo štýl ich právomocí. preto železničná zbraň misaky funguje, pretože má za sebou dostatočnú energiu deformujúcu realitu a matematiku