Куда упадет пуля, если выстрелить вверх?

Срочная новость

Открывается прием заявок на конкурс «Снимай науку!»

Открывается прием заявок на конкурс «Снимай науку!»

Одно из самых популярных видео нашего канала на YouTube «Куда падает пуля, выпущенная вверх?» посмотрели 6,7 млн человек. Почти 3000 зрителей оставили комментарии, у многих возникли вопросы к теоретической части опыта. Мы попросили прокомментировать этот эксперимент автора и ведущего программы «Просто физика» Алексея Иванченко.

Алексей Иванченко

инженер-конструктор, руководитель лаборатории физики Политехнического музея, изобретатель, постановщик шоу в жанре sciencetainment, ведущий канала «Наука»

 

Куда падает пуля, выпущенная вверх? Может ли она упасть обратно в дуло?

Ответ на вопрос очевиден: пуля падает вниз. Но не в ту же самую точку, откуда вы выстрелили. Это любой снайпер подтвердит — с более-менее приличного расстояния положить две пули в одну дырку почти невозможно. Во-первых, просто невозможно закрепить автомат так, чтобы пуля летела вертикально вверх. Во-вторых, предположим, мы смогли вывесить ствол таким образом, чтобы он смотрел идеально вверх. Но все равно на пулю будут действовать какие-то потоки. Выше 60 м всегда есть геотермальные потоки, поэтому и ветрогенераторы ставят обычно высоко. Значит, на пулю будет действовать боковая сила, и будет какое-то боковое смещение. Если пуля находится в воздухе больше 10 секунд, то приходится учитывать также действие кориолисовой силы, то есть вращение Земли. Поэтому как бы идеально вы ни вывесили оружие, обратно в ствол пуля не упадет.

Пару слов о силе Кориолиса. 170 лет назад Фуко доказал наглядно, что Земля вращается при помощи маятника. Представьте маятник на 70-метровом подвесе, аккуратненько пережигается нить, и он начинает плавные движения. От центра свободно подвешенного маятника проведен круг, и по этой окружности, амплитуде качания маятника, расставлены фигурки, как в домино. Маятник, качаясь, сбивает фигурки и в следующий раз попадает уже не в том место, где сбита фигурка, а рядом — и сбивает следующую. Это как раз происходит из-за того, что Земля вращается вокруг своей оси. Для пули этот момент тоже нужно учитывать.

Энергия пули, падающей вниз, вычисляется по формуле потенциальной энергии тела, поднятого над землей: Ep = mgh. Нужно помнить, что энергия не теряется, она переходит из одной формы в другую. Поднятая на высоту (h) пуля обладает соответствующей потенциальной энергией.

Куда же она вернется после выстрела? Это зависит от высоты, на которую она взлетела. А высота, на которую взлетит предмет, зависит от энергии, которая была ему сообщена. Соответственно, чем сильнее был взрыв, тем выше взлетит пуля и тем дольше будет падать. Чем дольше будет падать, тем большую конечную скорость наберет.

Для расчетов нужно иметь вводные данные, такие как начальная скорость пули на выходе из ствола, энергия выстрела, чтобы понять, как высоко пуля взлетит. В то время как она летит вверх, на нее действуют две взаимно уравновешивающие силы: энергия выстрела толкает вверх, гравитация тянет вниз. По мере того как расходуется кинетическая энергия пули выстрела (та энергия, которая была сообщена этой пуле при взрыве порохового заряда), пуля замедляется. На каком-то определенном расстоянии от точки выстрела кинетическая энергия пули полностью переходит в потенциальную. Сила тяжести компенсирует энергию выстрела. На долю мгновения пуля зависает и потом начинает падать вниз. Как и все остальные предметы на нашей планете, вниз она падает с ускорением 9,8 м/c. И дальше в зависимости от того, как высоко она взлетела, считаем, какую скорость она разовьет к моменту приземления. Вполне может быть, что эта скорость будет даже выше, чем начальная скорость при выстреле, ведь каждую секунду скорость вырастает на 9,8 м/c.

Может ли пуля, выпущенная вверх, убить человека?

Однозначно может. Я догадываюсь, откуда может родиться дискуссия на эту тему. Есть миф, что если бросить монету с Эйфелевой башни, то она разовьет такую скорость, что запросто убьет человека, попав ему в голову. Но это на самом деле не более чем миф, потому что у монеты есть планирование: за счет потока воздуха она не будет падать отвесно, ее, грубо говоря, будет болтать. В этом случае нельзя говорить об ускорении свободного падения. Что же касается пули, то, поскольку у нее почти идеальная баллистическая форма, на нее потоки действовать в такой степени не будут, она будет падать вниз без планирования.

Рассчитаем скорость для пули весом 9 г:

Пуля падает с высоты в 2 км. Время падения — 20 с.

20 с х 9,8 м/с2 = 196 м/с = 705,6 км/ч.

Это конечная скорость. Без учета сопротивления воздуха.

Скорость пули из пистолета примерно равна 300–500 м/с. Очевидно, что 200 м/с вполне достаточно для летального исхода (тут все зависит от места попадания).

Рассчитаем энергию:

Кинетическая энергия — это масса, умноженная на квадрат скорости, поделенная на 2.

Формула: E = m х v2 / 2

0,009 х 196 в квадрате / 2 = 172,8 Дж.

По данным судебной медицины, при выстреле снаряд с удельной кинетической энергией:

6–8 Дж/см2 — причиняет ссадины;

14–17 Дж/см2 — поверхностные раны;

32–36 Дж/см2 — непроникающее ранение грудной клетки с переломами грудины;

54–60 Дж/см2 — проникающее ранение;

135–145 Дж/см2 — проникающее ранение с повреждениями ее задней стенки.

Совершенно очевидно, что удар с энергией 173 Дж смертельно опасен. При такой скорости, при такой площади контакта, если пуля попадет в голову, она однозначно убьет.

Вообще, исход стрельбы в воздух будет зависеть от траектории полета. Если выстрел будет произведен вертикально вверх, это опасно. А если пуля идет по параболе, то нет. Это уже скорее геометрия, чем физика: счет надо начинать с верхней точки параболы. Пуля улетит дальше всего, если стрелять под углом 45°, но при этом верхняя точка параболы, по которой она полетит, будет невысоко: допустим, 40–50 м от земли. С такой высоты пуля, конечно, не успеет набрать достаточную энергию для того, чтобы убить человека. Однако со времен Великой Отечественной войны известно достаточно много случаев шальной пули, когда далеко за линией фронта убивало людей случайно прилетевшими пулями на излете. Таких фактов достаточно много. Поэтому стрельба в воздух, конечно, опасна.

Вопрос от зрителей: что будет, если выстрелить из танка вертикально вверх?

Ровно то же самое. Поскольку у нас от массы никак не зависит ускорение свободного падения, то все тела падают с одинаковым ускорением: 9,8 м/c. Поэтому что пуля, что снаряд будут падать с одинаковым ускорением и одинаковое количество времени. Но сила удара будет разной. Грубо говоря, если пуля упадет на землю, то она зароется на 20 см, а снаряд зароется на 2 м. Разрушения будут серьезнее.

«Интерстеллар» все ближе: зачем рекордно большой телескоп запускают в космос

10 самых выдающихся изобретений 2021 года

Раскаявшиеся создатели супероружия

На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации

  • Физика всего

  • Остальные теги

Расскажите друзьям

    • Будущее уже здесь
    • Устройство человека
    • Наука против природы

    Имплантат, похожий на маленький чайный пакетик, успешно справляется с диабетом I типа

    • Машины против людей
    • Кибервсё
    • Будущее уже здесь

    Исследование: какие рабочие места пострадают от ИИ, а какие останутся в безопасности?

    • Съедобное / Несъедобное

    Ученые создали фрикадельку из мамонтятины

    • Внеземное

    Открыта одна из самых больших черных дыр за всю историю наблюдений

  • Открывается прием заявок на конкурс «Снимай науку!»

  • Shutterstock

    Земля теперь весит шесть роннаграмм: приняты новые метрические префиксы

  • От туалетной бумаги до писем «с того света»: что можно получить по подписке

  • Shutterstock

    По какому времени будут жить земляне на лунной базе?

  • Общественное достояние

    Расшифрован геном Людвига ван Бетховена

  • Управляющий сигнал (зеленый) активирует набор переключателей на металлической полосе.

    Электромагнитный импеданс метаматериала резко меняется, в результате чего прямо распространяющийся сигнал (обозначен синим цветом) частично отражается во времени (обозна

    Andrea Alu/ City University of New York’s Advanced Science Research Center

    После десятилетий поисков физики обнаружили «отражения времени»

Хотите быть в курсе последних событий в науке?

Оставьте ваш email и подпишитесь на нашу рассылку

Ваш e-mail

Нажимая на кнопку «Подписаться», вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Куда попадет пуля, если выстрелить вертикально вверх?

Говорят, что летит наверх, однажды должно опуститься. Птица или самолет. Футбольный мяч. Цена Биткоина. Но не все приземления одинаково безопасны. Что будет, если выстрелить из пистолета в воздух? Пуля пролетит около километра (в зависимости от угла и силы выстрела). Достигнув апогея — самой высокой точки полета — пуля начнет падать. Сопротивление воздуха слегка замедлит ее, но пули по своей природе спроектированы так, чтобы легко пролетать через воздух (аэродинамичны). Поэтому, если такая пуля уже после разворота в кого-нибудь попадет, высока вероятность убийства.

В сельской или пустынной местности вероятность кого-нибудь убить крайне мала, потому что мало людей. Но в многолюдных городах вероятность попасть в кого-нибудь резко возрастает, и людей довольно часто убивают шальными пулями. Особенно это характерно для стран, в которых ношение и применение оружия практически не ограничивается. Например, в США.

Сколько людей убивают в США случайными пулями?

Очень часто инциденты с блуждающими шальными пулями происходят после праздничной стрельбы — когда гуляки стреляют в воздух, отмечая какое-нибудь событие. Такие пули в конечном итоге попадают на землю, иногда поражая других людей.

О том, как часто это происходит, точных данных нет, но в 2015 году в статье в The Trace описали два случая убийства детей падающими пулями, которые были выпущены в воздух во время празднования Дня Независимости в 2011 и 2012 годах. В 2004 году Центр по контролю и профилактике заболеваний США описал, что в новогодние праздники шальные пули привели к 19 травмам и одной смерти. Чаще всего они попадают в голову, ноги и плечи.

Насколько высоко может подняться пуля?

Траектория полета пули

Что же происходит с пулей, выпущенной прямо в небо? Как высоко она может подняться? Что останавливает ее и возвращает на Землю? Когда и где она приземлится после разворота?

Эти вопросы не такие уж и простые. Исследователи баллистики — то есть, люди, изучающие движение и траекторию различных снарядов — потратили кучу времени на исследование движения пули, выпущенной горизонтально. Потому что эта информация полезна для повышения точности и дальности стрельбы. Но в воздух люди стреляют случайно, поэтому изучать такой тип движения пули нет особого смысла.

Генерал-майор армии США Джулиан Хэтчер решил поставить эксперимент во Флориде и стрелял в воздух из различных видов оружия, от винтовок до пулеметов, пытаясь измерить время движения пули и найти место приземления. Он рассчитал, что стандартная пуля для охотничьей винтовки .3 калибра при стрельбе вверх поднимется на высоту 2743,2 метра за 18 секунд, а еще за 31 секунду вернется на землю, разогнавшись до «почти постоянной» скорости 91,4 метра в секунду.

Но эксперт в области баллистики Джеймс Уокер говорит, что высота полета пули будет зависеть от типа оружия и снаряда, как и при горизонтальной стрельбе. У пистолета более короткий ствол, чем у винтовки, а в пистолетных пулях меньше пороха, поэтому они не смогут подняться так же высоко, как пуля от винтовки.

Что будет, если выстрелить в воздух? Куда попадают пули?

Так выглядит пуля калибра 7,62х63 (.30-06)

А так выглядит пуля для пистолета ACP

При горизонтальной стрельбе пули, как правило, быстро замедляются из-за сопротивления воздуха, и пуля от винтовки теряет половину скорости уже через 500 метров. При стрельбе вверх замедление будет происходить быстрее из-за силы гравитации.

Компания Close Focus Research, проводящая баллистические испытания, показывает на графике, что пуля пистолета ACP может набрать максимальную высоту 697 метров, тогда как пуля винтовки . 30-06 достигнет высоты 3080 метров, что почти в пять раз выше.

Независимо от того, насколько высоко в воздух поднимется пуля, в конечном итоге она замедлится до нуля и начнет падать на Землю. Форма, вращение, скорость — все это повлияет на изменение курса. Также пуля вряд ли упадет в точку вылета, поскольку ее снесет ветром. Спрогнозировать, куда она упадет, нелегко, потому что никому это не нужно — военные слишком заняты улучшением горизонтальной стрельбы.

Лучше вообще не стрелять просто так. Могут пострадать люди. Им и так не сладко приходится. Почитайте еще, как роботы убивают людей.

Биологическая и клиническая смертьНаучные экспериментыОружие будущего

Что происходит с пулей, выпущенной вертикально в воздух? Кто-нибудь умер в результате? | Примечания и вопросы


Категории
Укромные уголки
Прошлый год
Семантические загадки
Тело красивое
Бюрократия, белая ложь
Спекулятивная наука
Этот остров со скипетром
Корень зла
Этические загадки
Эта спортивная жизнь
Сцена и экран
Птицы и пчелы
 NOOKS AND CRANNYS

Что происходит с пулей, выпущенной вертикально в воздух? Кто-нибудь умер в результате?

Дэйв Корбетт, Бильбао Страна Басков, Испания

  • Он продолжает двигаться, пока не исчерпает кинетическую энергию, после чего начинает падать на землю. Было много случаев травмы от падающих пуль, особенно на Ближнем Востоке, где стрельба в воздух является обычным времяпрепровождением.

    Джек Хилл, Сент-Олбанс

  • На Филиппинах люди часто погибают от падающих пуль, особенно во время выборов, когда стрельба в воздух по какой-то причине является популярным времяпрепровождением.

    Джеймс Барнс, Гонконг, Китай

  • Он возвращается вниз почти с той же скоростью, с которой был выпущен — «почти», потому что при спуске он ускоряется до такой степени, что окружающий воздух препятствует дальнейшему ускорению. Но большая высота, которую достигает пуля, означает, что если ее траектория не идеально вертикальна, она может вернуться вниз на большом расстоянии.

    Peadar Mac Con Aonaigh, Брикстон, Лондон, Великобритания

  • Пуля будет ускоряться, пока не вылетит из ствола, обычно около 3 Маха. Затем она немедленно начнет замедляться со скоростью чуть более 10 метров в секунду в секунду — гравитация и сопротивление воздуха замедлят ее.
    В какой-то момент высоко в воздухе (подумайте сами) пуля остановится и начнет падать. Он довольно быстро достигнет своей конечной скорости около 30 миль в час и упадет обратно на землю. Быть раненым в голову или в лицо пулей, летящей со скоростью 30 миль в час, неприятно, но вряд ли это приведет к летальному исходу, если только вам не повезет.

    Саймон Блейк, Шрусбери, Великобритания

  • Причина, по которой он не приземляется с той же скоростью, с которой он был выпущен, связана с различными силами, действующими на каждом этапе. Первоначально существует большая взрывная сила, которая очень быстро разгоняет пулю до очень высокой скорости. Затем пулю оставляют для постепенного замедления из-за силы тяжести и трения с воздухом, пока она не остановится. Тогда гравитация действует как ускоряющая сила, но трение по-прежнему действует как тормозящая сила. Когда эти силы уравновешиваются, пуля больше не ускоряется, а остается с той же скоростью («конечная скорость»). Таким образом, пуля, выпущенная с самолета, ударится о землю с той же скоростью, что и пуля, выпущенная с земли, так что она только что достигла самолета, а затем упала, поскольку трение замедляет пулю независимо от направления.
    В противном случае чайки были бы одними из самых опасных существ на Земле.

    Марк Леви, Кардифф

  • На Глубоком Юге есть традиция стрелять в воздух на Новый год. Это привело к смерти в многолюдном Французском квартале Нового Орлеана.

    Элисон Прингл, Батон-Руж, Луизиана