物理学家在水中对自己开了一枪,然鹅……
一个疯狂的物理学家,在水下用枪口指向自己,拉动扳机,子弹射出,枪口与自己近在咫尺,那不要命吗?
要想明白视频中涉及的科学原理,我们需要先讨论一道物理题:
例题回放:空气密度是1.29kg/m3,若子弹在水中的运动速度与空气中运动速度相同,两者的阻力系数相同,则子弹在水中的阻力大约是空气中阻力的( )倍。
A.577 B.688 C.775 D.885
分析与解:由于子弹速度很快,在子弹的后方出现流体漩涡,子弹所受阻力的大小与速度的平方成正比,其遵循的阻力公式为
f = 0.5CρAv2
式中,C 为阻力系数,ρ是流体的密度,A 是物体的有效横截面积,v是速度。
显然,水的密度为空气密度的775倍,阻力自然也为空气中阻力的775倍。
仿真模拟:在MSC.WORKINGMODEL.2D中对子弹的运动进行全真模拟,设子弹的质量为0.01克,子弹初速为800米每秒,仰角为10°,可得子弹在空气中的射程为1788米,而在水中的射程仅为5.4米。
由于子弹在水中受到的阻力约为空气中阻力的775倍,因此子弹在水中的射程就急剧减小了。
温馨提示:尽管实验是安全的,但依然是请勿模仿!显然,我的温馨提示纯属多余,因为你没有机会接触到枪!
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