衝突後の移動距離と衝突面積は、それぞれオブジェクトの最終的な力と与えられたダメージに大きく関係しています。
エンパイア ステート ビルの下を歩くことの危険性については、多くの都市伝説があります。この気になる神話は、1 セント硬貨の形と重さのために、暴かれました。ペニーの平らな性質により、ペニーは浮き、空気抵抗によって減速します。しかも軽いので、上から勢いよく投げてもダメージを与えにくいです。
彼が手に弾丸を持っていないことを願っています… (写真提供:Leo Lintang / Fotolia)
しかし、より重いアイテム、特に空気力学的に設計されたアイテムにも同じことが当てはまりますか?極端な例として、ビルの屋上から弾丸を落としたらどうなるでしょうか?
弾丸、重力、そして長い道のり
何かが落下する力を計算するときは、いくつかの基本的な計算を行う必要があります。落下する物体の単純な方程式は、エネルギーの保存、つまり運動エネルギーに変換される位置エネルギーに関するものです。たとえば、ゴム製のボールを地面から数フィート上に持っている場合、ボールには位置エネルギーがあり、これを落とすと運動エネルギーに変換されます。
したがって、銃から発砲される代わりに、弾丸が落とされると、致死率が低くなる可能性があると考える人もいるかもしれません。しかし、その考えは科学的に正しいのでしょうか?
弾丸の終端速度
終末速度は、建物の最上部から落下した後、空中を落下する間に弾丸が到達する最高速度です。それは、下向きの力 (重力による) が、その下向きの動きに対して空気によって提供される抵抗と等しくなるポイントで発生します.
弾丸は標準の 9 mm 弾で、重さは約 124 グレイン (0.008 kg) であるとします。投影面積は 0.000064 メートル平方で、抗力係数は 0.295 です。これらの値は、使用する弾丸の種類によって大きく異なることに注意してください。弾丸の終末速度を計算する式は次のとおりです。
上記の式にすべての値を代入すると、落下した弾丸の終端速度は 毎秒 82.4 メートル (184.3 mph) になります。 .
これは、弾丸が地面に到達し、82.4 m/s の速度で人体に当たる可能性があることを意味します。わずか 61 m/s から 100 m/s の速さで移動する弾丸が人間の皮膚を貫通し、道路に縛られた人間にとって事態をさらに悪化させることを証明するいくつかの調査結果があります.
弾丸の終末速度の値は、その種類と構造によって大きく異なることに注意する必要があります。また、終末速度の計算を簡単にするために、弾丸が「転倒」方向で落下し、落下中の大気には風も湿度もないと仮定しました。大気には常に風と湿度が存在するため、これらは理想的な条件です (非現実的な点まで)。これが、弾丸が「傾斜」方向を維持することが非常に難しい理由です。このような高さから落とされた弾丸は、方向が連続的に変化することになり、タンブリング方式で落下する可能性が高くなります。
弾丸の形
現在、弾丸は空気力学的に設計されており、空気力学的でないペニーとは異なり、可能な限りスムーズに空中を飛行します。また、位置エネルギーの計算は真空、つまり空気抵抗がないと仮定して行います。ただし、落下する物体には空気抵抗があり、抗力が発生して落下物体の速度が低下し、最終的な衝撃力が低下します。弾丸の空気力学的な性質は、ペニー硬貨のぎこちない形状よりもはるかにこの抵抗を相殺し、後者よりもはるかに致命的になります.
9mm カートリッジの完璧な (そして致命的な) 形状 (写真提供:pairoj / Fotolia)
衝突前の移動距離 影響範囲 それぞれ物体の最終的な力と与えられたダメージに大きく関係しており、弾丸の先端は衝撃の小さな領域を意味するため、弾丸が人体に当たった場合、それは良い前兆ではありません.銃弾は、歩道を削ったり、表面が柔らかい車の窓に穴を開けたり、誰かの頭蓋骨に直接着弾した場合、誰かを殺す可能性があります.
この危険な実験の正確な寸法と変数については、より具体的な計算が行われていますが、建物から落とされた弾丸は 1 セント硬貨よりもはるかに多くの損害を与えると言えば十分でしょう。
空中に撃たれて致命的な結果をもたらした弾丸が地球に戻ってきたというすべての話を考えてみてください。これらの状況では通常、弾丸がはるかに高く飛んでいます (したがって、落下を開始する前により多くの位置エネルギーを蓄積します) が、最終的な結果は同じになる可能性があります。
私たちのアドバイス？これを自宅や、世界で最も高いビルがあるドバイで試してはいけません!
