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章北海在太空中射擊是否可行?

2017-12-17體育

有幾個容易回答的方面;

1.人丟在低溫低壓的太空裏,會不會死

一方面,太空的確很冷,大概零下兩百七十度;但是太空是高度真空,不存在空氣作為導熱介質,所以北海只能慢慢靠輻射散失熱量。好比把北海裝在質素杠杠的保溫瓶裏,涼得很慢。

事實上,一個東西很熱(溫度高)和一個東西能燙到人(溫度高且導熱好)還是有區別的。比如地球大氣的頂端有個熱層,溫度上千,但不代表人在這裏就會烤得外焦裏嫩。一個物體的溫度反映的是物體裏面每個原子或分子運動的快慢。如果平均看這些原子分子們跑得飛快,動能很大,那麽宏觀上這個物體內能就大,溫度很高。但是導熱還要考慮一個熱的物體透過分子原子的碰撞把這些動能傳遞出去的能力。舉個例子,AB放在一起,A很熱,裏面的分子一個個都是脫韁的野狗,但是A卻不能很好的把熱導給B,可能是A裏的分子太少了,B的分子等一年也等不到一個A分子來撞自己,也可能B分子意誌堅定,A分子撞不動。這就好比天上的飛機速度幾百公裏時,但是也沒見飛機撞一塊的,太少了;城裏的汽車限速四十,三天兩頭就有車禍,搞不好還要賣房子去賠。再舉個例子,五度的空氣,脫光了扛十幾分鐘,做套廣播體操問題不大;五度的水,跳進去一分鐘就得凍成傻狗。稀薄的空氣和真空導熱性更差。即便北海死在太空裏,隔久點時間去摸,沒準還是熱乎乎的,搞不好還因為腐爛更熱了。

那麽說太空零下兩百多度的意思是什麽呢?指的是在這個環境裏最終會達到這個溫度,具體多久取決於散熱快慢(很慢就是了)。

所以:北海不能被凍死。

另一方面,人的皮膚在地球上外扛了一個大氣壓,裏扛了血管啊脂肪啊內臟啊的壓強(嗯一胖了皮膚也會很緊張),自己也有應力,就像一個鼓鼓的氣球。丟到太空裏人會不會像氣球一樣boom,應該是不會。一個大氣壓等於十米深的水的壓強,這個值不算大。比如十米深小河裏的魚,撈出來也沒見立馬炸成一朵禮花。看別的評論裏有說深海裏的魚撈上來就炸得稀爛,眼珠子都飛了:十米和萬米不是一個數量級。金鏈子掉池底一個猛子就撈回來了,萬米的海溝沒個蛟龍號下不去。再退一步,皮也是一種堅韌的材料(某些人的臉皮),想想腳底的牛皮鞋,過去也有變態拿人皮做鼓的,想必抗打擊效能不錯。

所以:北海不能原地爆炸。

那麽是不是背個氧氣罐就能上太空兜風咧?

也不是。裸露的危險還是很多的。舉個例子,溫度越高,壓強越小,液體就越有變成氣體的的趨勢(實際情況可以看看水的相圖)。比如高原上的牛肉就不容易燉爛,因為水可能九十幾度就開了(來個高壓鍋就ok);又比如泡面裏的真空脫水蔬菜包(三體人的飛船沒準都不用弄氣密,船員直接脫水冬眠,能省不少錢)。所以,人臉裸露在太空裏,眼淚啊鼻涕啊口水啊嘩嘩嘩就開始揮發,這是個吸熱過程,一會眼球舌頭什麽的就凍壞了(嗯不要光腚尿尿)。再舉個例子,滑雪的朋友可能知道一個詞「雪盲」,說白了就是光太強晃瞎了雙眼。太空裏是沒有空氣散射陽光的,直視太陽是肯定會瞎的。空間站又多是明晃晃的鋁啊鈦啊金屬,所以去太空最好配副好點的墨鏡,不僅僅是帥。

2.出膛後子彈的軌跡

首先,北海打出去的子彈,走的是近似直線,不需要考慮子彈翻滾。地球上子彈因為加工不成絕對對稱,飛的時候受到的空氣阻力是不均勻的,就好比一腳跑鞋一腳人字拖,人就容易跑偏,子彈也是一樣的。所以一般會在槍膛裏刻上膛線(來福線),讓子彈轉起來,保持一個方向前進。同時橫風也會把子彈吹偏。所以地球上幾百米的狙擊能不能中,還得看臉。

槍不會因為真空而啞火。比如小時候玩的炮仗,扔茅廁裏一樣炸得水花四濺,因為炮仗裏同時有還原劑和氧化劑,不依賴氧氣。子彈類似,彈殼裏內建氧化劑,太空裏也能擦出火花。這有點像飛機發動機只背燃料,所以離不開空氣;而火箭發動機還背了氧化劑,就能去星辰大海。再退一步,現代人沒有在太空裏打槍的需求,但是有能在水裏使的槍,對槍械來說水裏肯定更不友好。再不濟北海魔改魔改也不至於啞火。

接下來是很多人搞不明白的,打出去的子彈要不要考慮自由落體。答案是不需要。這其實和人在火車裏跳起來並不會落在身後是一樣的。北海在的空間站,本身在繞著地球轉,萬有重力提供向心力,空間站處於失重狀態。那麽北海自己,北海還沒發射的子彈,都是處於失重狀態的;那麽打出去的子彈,就不需要考慮重力。不妨想像AB同時從高樓跳下,A手欠拿一個小球砸B,B眼疾手快接住小球丟回來砸A。不考慮空氣阻力,那麽在AB看來,小球都是直來直往的,並不會相對兩人「落下」。體系完全失重等價於沒受外力,體系內部的運動不需要考慮外力的影響(就是伽利略原理)。

可能會有朋友思考:我在地面上也是跟著地球一起動,為什麽我的子彈還是會「拋物線」地落下呢?因為你的速度不夠。假設小明人猛腿長天賦異稟,跑跑跑一路向北,繞著地球劃圈圈,那麽當小明相對地面7.9km/s的時候,不考慮空氣,小明會發現自己雙腳離開了地面,而且會繞地球向前一直飛(終於能歇會,腿好酸的說)。這個時候,小明再打一槍,子彈就只會直勾勾飛走,而不會落下了。

還有一個影響來自科裏奧略力,地理裏面常叫地球偏轉力,北半球右南半球左。比如國內的河流往往右岸沖刷得比較厲害,火車往往右邊的輪子磨損厲害一點(嗯右腿短一定是這個力使壞)。這個力產生的加速度為2倍角速度×(相對於旋轉座標系的)線速度。周期最短的衛星一圈約90分鐘,子彈的速度取800m/s,方向垂直於空間站公轉方向,得加速度約2m/s方,這樣的話5000m約偏離40m。這是最理想的情況,實際情況只會遠小於此。很久前看的三體,沒記錯的話空間站在同步軌域上,高度三萬六千km,同步就是它永遠在赤道某地的上空(換我也選同步軌域,不然飛來飛去的訂個外賣都容易送丟)。這樣周期就變成24小時,最理想情況的5000m偏差就只有2.5m。考慮到地球上也有1800m狙擊殺人的例子,這個偏差不大。

3.反作用量對北海的影響

算一下就好了。假設北海把槍頂在肚皮(因為人質心一般在肚臍,頭大腿短另說)開槍,假設子彈重5g,北海70kg,根據動量守恒,北海後退的速度約0.06m/s。這種街舞AK射擊法要打準挺難。假設北海把槍架肩膀上,開火胳膊受到一個向後的沖量,北海會後退;同時這個沖量沒作用於質心,會形成一個沖量矩讓北海繞著肚臍不停後空翻。假設北海身高1.8m,同時假設北海頭大脖粗是一根均勻的直桿,那麽最理想情況下北海後空翻的角速度約0.19(1/s),也就是約33秒才能空翻一圈。可見後作用力影響還是很小的,北海不至於太失態。

(補充一下,後一種情況北海整體向後運動的速度要小於0.06,不能直接拿子彈質素×子彈速度÷北海質素。可以看成是北海接受的動能損失了一部份,來提供給北海自轉。綜合起來應該聯立動量守恒和角動量守恒,解出北海的質心速度和自轉角速度。貌似這是大物裏比較迷惑的一個點。)

希望有所幫助。