¿Cuánta mantequilla de maní se necesitaría para evitar que una bala alcance el 99.99% de la velocidad de la luz que sale del otro lado de la masa masiva?

OKAY. Morderé. (¿Ves lo que hice ahí?)

Esta es una pregunta casi imposible de responder. Primero, a esa velocidad, la bala hará que los átomos en la mantequilla de maní se fusionen, liberando enormes cantidades de energía y detonando la mantequilla de maní como una bomba de hidrógeno:

Esto hará retroceder la bala, haciendo que mis cálculos sean inútiles.

¿Pero de cuánta energía estamos hablando aquí? ¿Podemos tener alguna forma de estimar este tipo de impacto?

Algo así como.

La equivalencia masa-energía de un objeto es, simplemente, la cantidad de energía que obtendrías si pudieras convertir una masa dada puramente en energía. La conversión está dada por la famosa ecuación:

[matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas]

Dado que nuestra bala está prácticamente en c , y eventualmente irá a 0 (más o menos), podemos calcular cuánta energía liberará nuestra bala. La bala promedio tiene una masa de alrededor de 0.01 kg, lo que da una energía de:

1E15 J.

Esto es aproximadamente 1/10 de la energía que el meteorito que hizo esto tenía:

Este es el cráter del meteorito en AZ. Aquí hay un diagrama:

Obviamente, esta es una estructura compleja, pero podemos aproximarla como un hemisferio con un radio de alrededor de 600 m (ahora es un poco más pequeño, gracias a la erosión) y una profundidad de alrededor de 200 metros (nuevamente, no es tan profunda ahora, pero se ha llenado un poco de sedimento).

La fórmula para el volumen de la mitad de un esferoide achatado es:

[matemáticas] V = \ frac {2} {3} \ pi a ^ 2 b [/ matemáticas]

Donde ayb son los ejes Semi-mayor y Semi-menor, respectivamente.

Usando estos números, obtenemos alrededor de 3E8 metros cúbicos de roca. La densidad de las rocas en esa región es de alrededor de 2.200 kg / m ^ 3, lo que da una masa de roca expulsada del cráter de alrededor de 6.6E8 kg.

Multiplique por .1 y podría suponer una masa de roca expulsada de alrededor de 6.6E7 kg.

En otras palabras, nuestra bala debería ser capaz de empujar cerca de 70 millones de kilogramos de roca. ¡Pero vamos a necesitar más mantequilla de maní que eso incluso! Hay dos razones:

  1. La mantequilla de maní no es tan fuerte como la roca.
  2. La roca expulsada por un impacto es apoyada por más roca debajo de ella. Presumiblemente, nuestra masa de mantequilla de maní está siendo disparada desde un lado.

Comparar la fuerza de la mantequilla de maní con la roca es algo así como comparar la fuerza de la mantequilla de maní con la roca: en realidad no se calcula. Voy a multiplicar por un factor de 10, solo porque definitivamente necesitarás más mantequilla de maní que roca, y 10 es más.

Digamos que necesitamos 700 millones de kg de mantequilla de maní para detener nuestra bala. ¡Esa es una gran pila de mantequilla de maní!

Entonces, mi respuesta oficial aproximada es que necesitarás una gota de mantequilla de maní aproximadamente del tamaño de una colina grande para tener alguna posibilidad de detener esta bala. Por supuesto, la cantidad real es aún mayor porque estamos ignorando la energía liberada por la mantequilla de maní al fusionarse en átomos más pesados.

Por cierto, tal impacto borraría por completo una ciudad de la faz de un planeta; es cierto, si queremos borrar planetas, todo lo que necesitamos es una bala que vaya muy rápido. Solo otra razón por la cual esto:

es mucho menos probable que esto:

Muy poco en realidad, probablemente 1 frasco es más que suficiente. Cuando la bala golpea la masa de mantequilla de maní a esa velocidad, los átomos de las dos sustancias sufrirán una fusión termonuclear. Esto liberará suficiente energía para convertir la bala, la mantequilla de maní y cualquier cosa dentro de una distancia significativa en plasma supercalentado. No más balas, por lo tanto, “no” no puede emerger del otro lado de la mantequilla de maní, ya que tampoco habrá mantequilla de maní. Para ser justos, la bola de fuego nuclear en expansión tendría una cantidad significativa de velocidad en la misma dirección en la que viajaba originalmente la bala, pero la bala y el globo ya no existirían en sus formas reconocibles.

Mmmmm Ahora quiero mantequilla de maní …

En lugar de tratar de pasar por todo, le recomiendo que lea esto:

Béisbol Relativista

Describe lo que le sucede a una pelota de béisbol que viaja a un mero 90% de la velocidad de la luz. Cualquier cosa que viaje en masa al 99% tendría diez veces esa energía, al 99.9% tendría 100 veces, el 99.99% tiene 1000 veces. El béisbol podría ser un POCO más pesado que una bala, pero ese factor de 1000 supera con creces eso … así que lo que dice esa página … pero al menos unos cientos de veces más.

Entonces, después de una cantidad muy pequeña de paso por el aire, obtienes una gigantesca explosión termonuclear que desintegra todo durante varias millas en todas las direcciones.

La bala nunca llega al final del barril … ¡mucho menos el frasco de mantequilla de maní!

Si conserva la energía y el impulso (relativistamente) para esta colisión inelástica, la energía interna del nuevo sistema “ex-bala ex-desorden de mantequilla” es:

[matemáticas] U = \ frac {\ gamma_u u} {\ gamma_u ‘u’} c ^ 2 [/ matemáticas]

donde [math] u [/ math] es la velocidad de la bala, [math] m [/ math] es la masa de la bala, y [math] u ‘[/ math] es la velocidad de retroceso de la nueva bala Desorden de mantequilla. La velocidad de retroceso viene dada por

[matemáticas] u ‘= \ frac {\ gamma_u mu} {M + \ gamma_u m} [/ matemáticas]

donde [matemática] M [/ matemática] es la masa de la deliciosa mantequilla de maní inicial no violada.

Si usamos [matemática] M = 0.5 [/ matemática] kg, [matemática] m = 0.042 [/ matemática] kg, [matemática] u = 0.9999 [/ matemática], y la capacidad calorífica de la mantequilla de maní como C = [matemática ] 110 \ veces 10 ^ 3 [/ matemáticas] J / [matemáticas] ^ \ circ [/ matemáticas] C, la deliciosa mantequilla de maní aumenta su temperatura aproximadamente a [matemáticas] 1.44 \ veces 10 ^ {14} [/ matemáticas] C. Esto también se conoce como una ausencia de mantequilla de maní y bala en una nube de vapor de la temperatura del universo el primer microsegundo después del Big Bang.

Curiosamente, esto es básicamente lo que hace el campo de los iones pesados ​​ultra relativistas (núcleos en colisión, la “mantequilla de maní”) y, de hecho, alcanzan temperaturas de alrededor de un billón de Kelvin más o menos. Esto es suficiente para hervir núcleos en quarks y gluones constituyentes.

Suponiendo que disparamos una bala con un arma, y ​​sin aceleración, de repente saltó al 99.99% del límite de velocidad, y estás parado frente a él con el tarro de mantequilla de maní más grande del mundo tratando de detenerlo.

De acuerdo con xkcd’s ¿Y si? Libro, en el béisbol relativista, los átomos que van a esa velocidad dejan de interactuar con otras moléculas. Entonces, sí, ninguna cantidad de mantequilla de maní o cualquier otra sustancia podría detenerlo. Pero bueno, tampoco hay daño a nada más.

De acuerdo, entonces, si suponemos que esta bala puede seguir siendo una bala (no puede, pero digamos que puede) y en lugar de adherirnos a toda la física mumbo-jumbo (¿qué demonios son los átomos de todos modos?). adivina y espera que se quede. Entonces la luz va como una distancia de luna en un segundo, ¿verdad? Así que solo pensaré en esto y lo llamaré distancia lunar. MD para abreviar. Entonces, si la luz puede llegar a MD con muy poca atmósfera entre ella, ¿hasta dónde puede llegar en el agua? Hasta 1000 metros. Eso no es mucho. Esto es viajar a la velocidad de la luz. La luz SOLO puede viajar tan rápido. No más rápido ni más lento. Entonces hagamos balas. Algunas balas pueden ir a 3500 mph, que es alrededor de 5000 fps (más o menos). Una bala que va a la mitad de esta velocidad puede penetrar en el agua a aproximadamente 3 pies. Por lo tanto, diremos que la mantequilla de maní es diez por ciento más densa que el agua (la mantequilla de maní suave lo es). También voy a decir que cuanto más denso es algo, más corta es la distancia. Entonces 3 pies son 36 pulgadas y el 10% de eso es 3.6 pulgadas. Entonces, una bala de 2500 fps puede penetrar 32. 4 pulgadas. Voy a decir 32. 5 pulgadas. Multiplicado por dos es 65 pulgadas para 5000 fps. Ahora tenemos que aumentarlo todo. La velocidad de la luz es 670000000 mph (más o menos) o que multiplicado por 5280 es igual a fps. Multiplicar eso por doce te da las pulgadas por segundo. Pero nada de eso importa. Divide la velocidad de la luz por la velocidad más rápida y multiplica por la distancia. 153204480

pulgadas de mantequilla de maní para detener la bala. O 2418 millas de cubos de 1 centímetro cúbico alineados de extremo a extremo. O 51068160 Los tarros de mantequilla de maní Skippy apilados uno al lado del otro hipotéticamente detendrán esta bala imposible utilizando medios no científicos. Por favor, no me critiques por nada de esto, ¡solo me estoy divirtiendo!

La velocidad de la luz es puramente teórica. Puedo ver la luz para eso, no es tan rápido, una bala es más rápida y alrededor de 5 a 6 frascos serían suficientes

La bala explotaría al entrar debido a diferencias de presión extremadamente grandes en su superficie. Esa es la forma de ayunar. No sé si incluso es posible hacer que una bala que pueda alcanzar esa velocidad atraviese cualquier otra cosa que no sea el espacio sin romperse de inmediato si pudiera alcanzar su velocidad tan alta.

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