Misaka'nın tırabzanı nasıl bu kadar yıkıcı?

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

Railgun'un 1. bölümünde Misaka'nın raylı tüfeği, olimpik boyutta bir yüzme havuzu gibi görünen şeylerin iyi bir kısmını tamamlıyor. Aynı bölümde daha sonra, raylı tüfeğinin 10 dakikalık bir hızla hareket ettiği ortaya çıktı. 1030 m / saniye.

Ancak sayılar birbirini tutmuyor.

Misaka'nın 10 gramlık madeni para kullandığını varsayalım. Şurada: 1030 m / saniye, o madalyonun bu kadar enerjisi var:

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

Olimpik büyüklükte bir yüzme havuzunda 2.500.000 kg su vardır. Yukarıdaki resme dayanarak, bu koni muhtemelen havaya doğru 100 metre kadar yol kat ediyor.

Öyleyse şüphe yararı için diyelim ki, suyun sadece% 10'u havaya 100 metre kaldırılır.

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

Madeni paranın ihtiyacı 2.45 * 10^8 Yukarıda gösterildiği gibi yüzme havuzunu yükseltmek için Joule enerji. Ama parası sadece sağlayabilir 5304.5 Joules. Yaklaşık 4 büyüklük mertebesinde bir fark vardır.

Tamam ... Kimse bunu Anime fiziğinin başka bir örneği olarak görmeden önce, bu kadar çok enerji üretebilecek başka neyin olduğuna bakalım:

Madeni paranın spini, 1030 m / s'lik net hızda yakalanmaz. Ancak küçük bir madeni paranın eylemsizlik momenti göz önüne alındığında, taşımak için muazzam (göreceli mi?) Bir spine ihtiyacı olacaktır. 10^8 Joule.
Jetonun ücreti Anime'de belirtilmemiştir. Belki Misaka madalyondaki yükü bir şekilde kutuplaştırır ve bir şekilde hedefle temas ettiğinde onu serbest bırakır.
Kütle enerjisi (E = mc^2) madalyonun 9 * 10^14 Joule. Yaptığı bu mu?

Öyleyse soru şu: Madeni paranın bu kadar çok enerjiyi nereden aldığı konusunda resmi bir açıklama var mı? Yoksa bunu Anime fiziğinin başka bir örneği olarak görmezden gelmek zorunda mıyız?

Ve burada fizik hakkındaki sohbet tartışmasıyla ilgilenen varsa: chat.stackexchange.com/transcript/message/7951592#7951592
FWIW, Funimation geçen yıl Ray Tüfeklerinin Belirli Bir Bilimsel Açıklaması adlı bir blog yazısı yazdı. Ne yazık ki, sayıları çalıştıran ve ne kadar yanlış olduğunu gösteren bağlantılı PDF kaybolmuş gibi görünüyor. IIRC, buradaki cevaplar zaten söylediği her şeyi kapsıyor.
@Mystical by Official, tamamen fizikle ilgili bir açıklamayı mı yoksa kanonik bir açıklamayı mı kastediyorsunuz?
@Mindwin "Resmi" derken, stüdyonun veya yazarlardan herhangi birinin bir şey söylediği anlamına gelir.

Anime ve mangaya göre Mikoto'nun "namlu çıkış hızı" 1030 m / s:

Buna karşılık, ABD Donanması'nın demiryolu tüfeğinin namlu çıkış hızı 2520 m / s'dir (~ 5600 mph veya ~ 7.5x ses hızı) ve namlu çıkış enerjisi 10.64 megajoule (10.64 milyon joule). Bu muhtemelen saatte 250 mil hızla hareket eden ortalama büyüklükteki bir arabadaki enerji miktarıyla karşılaştırılabilir.

Nispeten, bir AK-47 tüfeği, 715m / s'lik (~ 1600 mph veya ~ 2x ses hızı) namlu çıkış hızına sahiptir ve yaklaşık 2010 jul (7.62x39mm kartuşların kullanıldığı varsayılırsa) mühimmat türü).

Raylı tüfekler kadar çok etkileyici olmasa da, gerçek tüfekler muhtemelen ~ 5000 m / s'den daha yüksek hızlara ulaşma kapasitesine sahiptir. Mikoto'nun dakikada sekiz atış yapabilen bir ortaokul öğrencisi olduğuna dikkat edin, bu "tipik" tüfeklerle aynıdır.

Madeni paranın ABD çeyreğinin büyüklüğü ve ağırlığı ile karşılaştırılabilir olduğu varsayılırsa, kullandığı madeni paranın yaklaşık beş gram ağırlığa sahip olduğu varsayılabilir. Bu formülü kullanarak enerjiyi türetebiliriz:

Enerji = 0,5 * (kütle) (hız)² = 0,5 * (0,005 kg) (1030 m / sn)² = ~ 2652.25 joule

Yani Mikoto, yarı otomatik bir saldırı tüfeğinden biraz daha fazla hasar verir.

Ama şimdi gördüğümüz bu değil, değil mi?

Pek değil. Fakat çıktıda böylesine bir farklılığa ne sebep olabilir?

Railgun mangasının Sayfa 1, Bölüm 4'üne göre, sonuçlarına ulaşmak için elektromanyetizmayı manipüle ediyor. Bu mantıklı görünüyor çünkü manyetik alan yeterince odaklanmışsa, teorik olarak yalnızca madeni parayı ve / veya yakındaki nesneleri hızlandırabilir.

Şimdi havuz testine tekrar göz atalım, havuz temizleme bölümünden (S1, bölüm 2) havuzun boyutlarının yaklaşık bir tahminine sahibiz:

Kuroko'nun yüksekliği (~ 152cm) cinsinden ölçelim!

Havuzun sivrilmediği veya herhangi bir ucunun olmadığı görüldüğünde, havuzun yaklaşık 14 Kuroko uzunluğunda veya ~ 21,28 m (evet, biraz küçük görünüyor) ve yaklaşık 11 Kuroko genişliğinde veya ~ 16,72 m olduğunu varsayalım. Havuz zemini ve ~ 0,9 Kuroko'dan biraz daha az veya derinliği 1,36 m.

Yer değiştiren suya gelince, biz abilir Yarım buçuk hava olduğunu varsayarak, su bulutunun hacmini entegre etmeye çalışın, ağırlığını bulun, vb. Ancak burada tembel olacağız ve Mikoto ateş ettiğinde havuz suyu hacminin 1 / 1000'inin havaya dağıldığını varsayacağız. onun tırabzanı. Havuzun bir hacmi olacaktır:

Hacim = (1,36 m) * (21,28 m) * (16,72 m) = ~ 486,73 m³ suyun

"Kütle merkezi", su birikintisi spor salonu tipi binanın tepesine yakın göründüğünden, kapının bina ile karşılaştırıldığında bir göz tahmini olacak, 10 m yüksekliğinde olduğunu varsayalım. Bunun gibi bir şeyi başarmak için gereken enerjiyi hesaplamak için şunları yapıyoruz:

(Bir nesneyi kaldırmak için gereken enerji) = (nesnenin kütlesi) * (yerçekimine bağlı ivme) * (kaldırma yüksekliği).

Bu senaryoda, bir dizi köşeyi keselim ve atışın tüm enerjisinin suyu kaldırmaya gittiğini varsayalım (bu sayede suyu ısıtmak için harcanan enerjiyi, yüksek sesle patlama yaratarak, herhangi bir dramatik rüzgar etkisini görmezden gelin), sonra biz Sahip olmak

Enerji = (1/1000) * (~ 486.73 m³) * (1000 kg / m³ su) * (9,8 m / s²) * (10 m) = ~ 47699,54 joule

Bunu geriye doğru kinetik enerji denklemine koyarsak:

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

Bu nedenle, silahının namlu çıkış hızı ~ 4368.04 m / s olacaktır.

Sadece 1030 m / s'lik kanon değerine saygı duymamız gerektiğinden, Mikoto'nun yeteneğinin neden olduğu hasarın, madeni para havada hareket ederken veya başka bir faktörde neden olduğu elektromanyetik manipülasyonundan kaynaklandığını varsayabiliriz ... Ama sonra tekrar, Bilim ve Büyünün bir arada yaşadığı bu dünyanın fiziği hakkında ne biliyoruz?

@Krazer, görünüşe göre yarı olimpik bir havuz gibi görünüyor, 25m x 12.5m x 1.36m

+100

Elektrik suyu hareket ettirebilir:

Wiki, Misaka'nın 1 milyar volt üretebileceğini söylüyor.
(bazı kaynaklar 5 milyar volt ifade etse de MODEST olalım )

Madeni parayı şarj ederse, madeni paradan suya hızlı şarj aktarımı, bozuk para ile çevresindeki su arasında itmeye neden olarak suyu havuzdan uzaklaştırır. Şok dalgaları, yüzey suyunu yukarı iterek, havuzun kenarlarına ve dibine yansıyacaktı.

Anime'de tüm patlamaların bir miktar yana doğru hareket ettiğini görebilirsiniz, ancak gösterilen İKİNCİ patlamanın çok farklı bir özelliği var. Yana doğru hareket, darbenin suyu biraz yanlara doğru ittiğini, elektrik yüklü suyun madeni para havuzun içinden geçerken madeni paradan uzaklaştığını ima eder.

Yükün dağıtılması sorunu bir sorun değil. Şimşeği HEDEFE alabilir, böylece elektromanyetik güçlerinin madeni para etrafındaki havanın bozulma voltajını da değiştirebileceğini varsayabiliriz (madeni para etrafındaki basıncı artırarak veya vakum oluşturarak.

Madeni paranın kapasitesine bakmamız gerekiyor

Bir çeyreğin yarıçapı 13 mm

1 milyar voltluk potansiyele sahip madalyonun ücreti

Şimdi, yüklü madeni para ile yüklü su arasındaki elektrik kuvvetini hesaplayabiliriz ve kısaca şunu varsayalım:

ücretin yarısı suya aktarıldı.
havuzun duvarları ve tabanı tamamen izolasyon ve yok edilemez.
yükün yarısı transfer edildiğinde bozuk para dibe vurur.
Su madeni paradan 1 mm uzakta

Bu durumda, madeni para ile su arasındaki kuvvet, Coulomb yasası ile hesaplanır:

Burada Megajoule'a gidiyoruz.

Havuz suyunun% 10'unun kütlesi verildiğinde, bu kuvvet suya anlık bir ivme verir:

Şimdi, suyu 100 metre yükseltmek için, suya 44.3m / s'lik bir hız basmamız gerekiyor.

Yani, kalan enerji dağılmadan önce madeni para ve su arasındaki etkileşim süresi:

Krazer şunları söyledi:
Suyu ısıtmak için harcanan enerji, yüksek sesle patlama, herhangi bir dramatik rüzgar etkisi

Ve bu

bu hesaplar

Yük dağılımını, su arasındaki azalan itme kuvvetini ve buradaki diğer küçük varsayımları hesaba katacak olsanız bile, her şey için bol miktarda enerji vardır.

Her yerde istediğiniz şekilde kullanılacak bol miktarda enerji var.

Ama bence bu, suyu kaldıracak enerjinin nereden geldiğini açıkça açıklıyor.

Ayrıca, madeni paradan başka öğeler kullandığında sonraki bölümlerdeki olayları alırsanız

Dev bir robot pençe ve daha sonra devasa bir robot

depolanmış enerji miktarının ve yıkıcı gücün daha fazla olduğunu görebilirsiniz. Mantıklı, çünkü bu parçaların kapasitesi bir madeni paradan daha büyük.

Hesaplamalar ve görüntüler için Wolfram Alpha'ya çok teşekkürler.

Daha fazla teori:

Elektrik, "namludan" çıktıktan sonra bile madeni parayı hızlandırmaya devam edebilir.

Madeni parayı doldurursa, bozuk para "namludan" çıktıktan sonra aynı işaretin başka bir ücretini kendisi oluşturabilir. Yani madeni para 1030 m / s hızla çıksa bile, atıldıktan sonra bile onu hızlandırabilir. Ama gerekli bile değil çünkü ...

Madeni paranın Spin ve en yıkıcı güçlerden biri: Harmonikler.

Bu wikipedia grafiğinden de görebileceğimiz gibi, maksimum rezonansa (1: 1) ulaşıldığında, enerji transferi önemli ölçüde artar. Rüzgar Armonikleri, bir köprüyü keman teli gibi hareket ettirerek yok etmek için yeterlidir. Madeni parayı, frekansı havuzun harmonik frekansıyla mükemmel şekilde eşleşecek şekilde döndürebilirse, büyük enerji aktarılabilir.

Suyun 44.3 m / s'de 100 metreye çıkmasının 9 saniye sürdüğünü fark ettim. Patlama yalnızca birkaç kare sürdüğü için, temas süresinin 5 ms'den biraz DAHA UZUN olduğunu ve yukarı doğru suyun 100 metreye ulaştıktan sonra inceldiğini / buharlaştığını varsayabiliriz.
Havuz sadece bir örnektir, sık sık durduğunu ve arabaları havaya fırlattığını, iki ardışık metal çubuğu eritecek kadar ısı ürettiğini ve doğrudan temas olmasa bile üzerinden geçtiği yerde derin bir çizik bıraktığını görüyoruz. Madeni paranın hızından başka bir enerji varmış gibi görünüyor.
Ayrıca Railgun serisinde bozuk para dışındaki eşyaları (yani dev bir robot kolu ve bütün bir uyduyu) benzer hızlara itebileceğini gösterdi.

Öznel olsa da, mermi bileşeninin yeteneğine dolaylı (ve muhtemelen sınırda alakasız) olduğu en başından beri güçlü izlenimimdi.

Üretebilir çok enerjinin
Enerji, merminin gittiği yere gider
Ancak merminin taşır Enerji

Mermi, muhtemelen tamamen psikolojik olan bir işaret veya odak tipi bileşen olabilir (teknik, kontrolsüz elektrik patlamalarını rastgele fırlatmanın tam tersidir).

Daha sonraki bölümlerde büyük mermi attığını hatırlıyorum, ancak yukarıdaki spekülasyon hala geçerli olabilir.

+1, bu harika bir açıklama IMO. İnsanların onun bir madeni parasını bulduğu bir sahne olabilirdi, ancak demir tabancasının birçok ateşlemesinin madeni paranın bir kirişe dönüştüğünü hatırlıyorum, bu süreçte onu erittiğimi varsayıyorum (eğer bir şey kalırsa).
1 Bunu doğrulamanın bir yolu, mermi olarak metal olmayan herhangi bir şey kullanıp kullanmadığını görmek olabilir. Railgun, bilimsel anlamda bir Railgun ise, elektromanyetizma ile hızlandırılabilen bir şey üzerinde hareket etmesi gerekir, yani bir tür metal. Metalik olmayan eşyalar kullanabilirse, aslında bir ray tabancası değildir ve bu açıklama çok ikna edici olacaktır.

Önerdiğiniz alternatif olasılıkları çürüterek bunun bir Anime Fiziği örneği olduğunu iddia ediyorum.

Haklısın - eylemsizlik momenti imkansız olduğu için bu kadar miktarda enerji taşımak. Misaka'nın süper güçleri bile göreceli hızlardan uzak bir dünya.
Enerji, "şimşek" olarak dağılmaya devam edeceğinden, madeni parada yük olarak depolanamaz.
Enerji, kütle enerjisinden gelemezdi. Ortaya çıkan ölümcül radyasyonun yanı sıra, antimadde kullanmadan kütle enerjisini serbest bırakmak, nükleer enerjiyi serbest bırakmak anlamına gelir. Nükleer enerji ancak aşırı basınç altında serbest bırakılabilir (bombalardaki nükleer reaksiyonlar, Uranyumun daha küçük bir bomba patlamasıyla sıkıştırılmasıyla başlatılır). Birisi Misaka'nın parasını vurduktan sonra bulduğu bir örnek bulabilirse, bu, kütle enerjisi argümanını açıkça çürütecektir.

Son olarak, Efsane Avcıları bu videoda, ses hızının 3 katı hızla (bir mermi hızında) hareket eden bir madeni paranın yalnızca beton döküldüğünü kanıtladılar.

Ayrıca (hatırladığım kadarıyla) Misaka'nın sahip olduğu 'psişik' güçlerin, Schr dinger'in-kedi düşünce deneyinin her zaman popüler, fantastik, çifte yanlış yorumlanmasına dayandığını da belirtmek gerekir: bu algı etkiler gerçeklik ve dolayısıyla algıyı doğru şekilde değiştirmek gerçeği değiştirmelidir. (Ya da onun gibi bir şey. Çevreleyen tekno-gevezelik vardı ama işin özü bu gibi görünüyordu.)

Bu nedenle, raylı tabancasının orantısız etkilerinin alternatif ancak daha az ilginç bir açıklaması şu satırlarda bir şey olabilir: Misaka'nın ray tabancasının ne kadar güçlü olması gerektiğine dair kendi algısı yanlıştır, abartılı etkilerle sonuçlanır.

Suya ateş ederken 1030 m / s ölçümünün yapıldığı gerçeğini hepiniz unutuyorsunuz. Suya atılan madeni para üzerindeki sürüklenmenin etkileri, havada ateşlenirken sürüklenmenin etkilerinden çok daha büyüktür. Hava sudan neredeyse bin kat daha az yoğun. Sürtünme denklemini uygularsak, 18.466 Newtonluk madeni para üzerinde bir kuvvet büyüklüğü buluruz. [18466 = 0,5 * 1000kg / m ^ 3 * (1030 m / s) ^ 2 * 0,82 * 0,000042455 m ^ 2]

.82, atari madeni para gibi uzun bir silindir için sürükleme katsayısı, 1000kg / m ^ 3 suyun yoğunluğudur ve .000042455m ^ 2, ateşlenen madeni paranın kesit alanıdır.

Madeni paranın havadaki hızını bulmak için denklemi tersine yaparsak, 29.428 m / s hız kalırız.

Daha çok düzgün bir ray tabancasına benziyor, değil mi?

'A Certain Magical Index'de 50 garip hafif roman, 13 cilt manga, 2 sezon anime, bir film ve birkaç video oyunu var.

'A Certain Scientific Railgun'da 2 hafif roman, 11 cilt manga, 2 sezon anime, bir OVA ve kendine ait bir video oyunu var.

Bu kaynakların hiçbirinde (yine de hatırlayabildiğim kadarıyla) Misaka'nın raylı tüfek numarası, ses hızının üç katı seyahat eden bir atari jetonundan (bir madeni para değil, bu yüzden başlamak için bile demirli) başka bir şey olarak ima edilmiyor.

Ve demiryolu tüfeği saldırısının bir başka garip özelliği daha var - Büyü önleyici yumruğu olan Touma onu yakalayabilir. (Railgun mangasının 7. cildinin 1. cildinde görüldüğü gibi.)

Touma onu ortadan kaldırabildiğinden, bu, madeni paranın erimesine rağmen hala doğaüstü bir şey olduğu anlamına gelir. Bu doğaüstü özellik, neden yalnızca momentumda olması gerekenin çok üzerinde bir itici güce sahip olması olacak.

Bir sonraki noktam için hiçbir kanıtım yok, ancak Misaka'nın manyetik alanının madeni parayı elinden çıktıktan sonra da itmeye devam ettiğine inanıyorum. Bu her iki tuhaflığı da güzelce açıklar.

Unutmayalım ki, robot kolunu yapmıştı, çünkü kişi paralarının menzilinin dışında oturuyordu. Işının sonunda hiç bozuk para kalmamıştı. Söz konusu kolu bloke ettiği, yakaladığı ve ateşlediği sırada genellikle bozuk para kullanmasının bir nedeni olduğunu açıkladı.

Belirlenen kötü durum, sürekli hızlanma, atalet, dönüş, hipersonik şok dalgası ve maddenin plazmaya olası dönüşümü dahil olmak üzere yıkıcı potansiyeline katkıda bulunan birkaç faktörün birleştiğinden şüpheleniyorum.

Ayrıca, muhtemelen geri tepme ve silahı ateşlemenin diğer yıkıcı yönleriyle savaşmak için enerjiyi yönlendirdiğini de unutmayın. Bu kalkan, Misaka'nın o sırada tükenmesine rağmen beton ve çelikte hızla eriyebilen birden fazla nükleer patlamayı durdurmak için yeterli. Eminim bu yeterli enerji ikincil bir ivmeye neden olabilir.

Bu, diğer posterlerin ortalama anime fiziğinizden bahsetmediği ancak ima ettiği gibi bir anime fiziği örneğidir, manga ve kardeş serisi dizininin belirli bölümlerinde esper güçlerinin çalışma şeklinin bir gerçeklik çarpıtma alanını uyacak şekilde manipüle etmek olduğu söylenir. güçlerinin tarzı. bu nedenle misaka'nın ray tabancası işe yarıyor çünkü arkasında yeterli gerçeklik çarpıtma enerjisi ve matematik var