Si disparas una bala hacia el cielo, ¿caerá de nuevo o flotará en el espacio?

8.21.2016 – “Si disparas una bala hacia el cielo, ¿caerá eventualmente o flotará en el espacio?”

La velocidad de escape en relación con la superficie de la tierra es de aproximadamente 36,000 pies por segundo (11,200 metros por segundo). Lo cual, por cierto, ignora la fricción del aire. La velocidad típica del hocico de una bala es de 1,500 a 2,200 pies por segundo. 4000 pies por segundo sería la velocidad de la boca de un rifle de muy alta potencia. La bala alcanzaría cierta altura y volvería a caer. *** No intentes este experimento, es peligroso, han matado personas. ***

La velocidad real necesaria para que una bala escape de la gravedad de la Tierra (“flotar” no es un buen término) es mayor que la velocidad de escape porque la cifra de 11.200 metros por segundo supone una resistencia al aire cero. Las velocidades máximas de la boca son de unos 2.000 metros por segundo. Un cañón de riel puede alcanzar más de 3.000 metros por segundo, pero incluso esto no es suficiente para escapar.

Esa es una razón por la que los viajes espaciales deben comenzar con una propulsión continua como en un cohete. La otra razón, por supuesto, es que los humanos y los instrumentos no pudieron sobrevivir a la inmensa aceleración (fuerzas g) de la proyección explosiva.

La velocidad de escape de la luna es de unos 2.400 metros por segundo. Debido a que la luna no tiene atmósfera, esta es la verdadera velocidad de escape. Por lo tanto, la proyección explosiva (balas) está al menos cerca y un cañón de riel podría alcanzar la velocidad de escape en la luna.

Lo que dice Geoffrey Widdison es completamente cierto para las balas reales. Para las balas imaginarias sin límites en su velocidad, la respuesta es un poco más compleja. Hay un valor, conocido como la velocidad de escape, que depende de la masa del objeto desde el cual se dispara la bala y la distancia desde el centro de la masa del objeto. Las balas disparadas directamente desde el centro de masa con una velocidad inferior a la velocidad de escape eventualmente retrocederán. Si se disparan a una velocidad superior, eso continuará para siempre.

Esta respuesta ignora las complejidades del mundo real, como una atmósfera, pero esto simplemente modifica la velocidad requerida.

Volverá a la tierra, generalmente en aproximadamente un minuto.

Una bala típica dispara a alrededor de 300 a 400 metros por segundo, disparar cualquier cosa al espacio desde la tierra requeriría disparar a 11,000 metros por segundo.

En principio, tomaría de 30 a 40 segundos perder su velocidad ascendente y la misma cantidad de tiempo para volver a caer a la tierra. En realidad, la resistencia del aire lo ralentizaría en ambas direcciones, probablemente sería entre uno y dos minutos antes de aterrizar, dependiendo de una serie de factores.

Algunos estadounidenses hacen esto en la víspera de Año Nuevo. Ocasionalmente, alguien es herido por una bala descendente. Mi antiguo laboratorio tenía un agujero vertical a través del techo y el techo sobre un pequeño cráter en el piso de concreto después de que un vecino disparó su arma hacia el cielo.

¡Por favor nunca hagas esto! Como otros han explicado, las balas nunca escapan de la gravedad de la Tierra. Como son pequeños y densos, las personas no parecen considerarlo (especialmente cuando están borrachos): una bala regresa con casi la velocidad que tenía cuando dejó el arma. Si disparas hacia arriba, entonces estás parado en el pico de la curva de densidad de probabilidad para el destino de la bala.

¡No! ¡Las balas NO flotan hacia el espacio, la velocidad de escape es de 11.2 km por segundo, un arma no puede disparar una bala tan rápido (300-400 metros / segundo como otro lo había señalado)! Nunca, nunca, dispares una bala hacia el cielo, ¡caerá y puede aterrizar en la cabeza de alguien! Los terroristas, los rebeldes y los actores son estúpidos y no tienen en cuenta su propia vida, por lo que lo hacen en las películas … incluso podría aterrizar lejos de donde disparó, por lo que podría aterrizar en el patio trasero de su vecino.

Realmente odiaría tener una conmoción cerebral porque un idiota decidió lanzar piezas de metal muy alto en el aire, ni querría pagar por daños a la propiedad (el caso más probable) porque acaba de destruir mi techo / parabrisas del automóvil y esta empezando a llover.

Digamos que la velocidad inicial de una bala es [matemática] 400m / s [/ matemática]. Si disparamos una bala verticalmente al cielo, la gravedad y la resistencia al aire son las fuerzas que lo desacelerarán. Para facilitar el cálculo, descuidaremos la resistencia del aire.

La aceleración debida a la gravedad es [matemática] 9.8m / s ^ 2 [/ matemática]. En nuestro caso, significa que la bala perderá una velocidad de 9.8 m / s por segundo. Entonces dividimos [matemática] 400m / s [/ matemática] por [matemática] 9.8m / s ^ 2 [/ matemática], esto nos dará [matemática] 40.81s [/ matemática]. Este es solo el tiempo que tarda en perder velocidad. El tiempo que tarda en caer es el mismo. Entonces multiplicamos esto por 2, es decir [matemáticas] 81.62s [/ matemáticas].

Caer de nuevo por dos razones. Incluso los rifles más rápidos se lanzan a unos 4000 pies por segundo y las balas comienzan a perder velocidad en el momento en que la bala sale del cañón. Una bala disparada hacia arriba está perdiendo velocidad tanto por la gravedad como por la resistencia al viento. Las naves espaciales tienen que disparar cohetes para alcanzar una velocidad de escape de aproximadamente 37000 pies por segundo para salir de la Tierra. Tienen que alcanzar unos 26000 fps solo para orbitar.

La bala volará hacia arriba y luego caerá nuevamente. No se acercará al próximo nivel de nuestra atmósfera, no importa en ningún lugar cerca del espacio.

Una vez que se alcanza la altitud máxima, este es el punto cuando la fuerza de gravedad es demasiado fuerte y toma el relevo de la fuerza del disparo. Sin embargo, mientras que en lo alto podría volar fácilmente a 5 millas de donde fue disparado. Luego caerá de nuevo a la tierra, lo más probable es que caiga una y otra vez.

La velocidad de escape de la Tierra es alrededor de Mach 33, alrededor de 3 veces la velocidad del sonido. ¡No hay cohetes de bala hoy!