請科學證明一下,一根筷子如何擊穿鋼板

2023-02-14 04:30:37 字數 3806 閱讀 7688

1樓:科學翻譯官

先說答案:當筷子接近光速飛行時,可以秒殺鋼板,如果有無盡的能量,使筷子無限接近光速,可以秒殺地球。

需要用到的理論:狹義相對論

速度的巔峰對決

2023年,愛因斯坦發表了《論動體的電動力學》,其中提出了一個理論——《狹義相對論》,這個理論顛覆了,或者說包含了牛頓大神的經典力學。在巨集觀低速的情況下,經典力學是狹義相對論的近似解。

舉例來說一下:

張三速度1m/s和李四速度2m/s,兩人相向運動,問相對速度?

已知v=3m/s,u=3m/s

牛頓力學之下的伽利略變換求解: v『 = v + u = 1 + 2 = 3 m/s

狹義相對論的洛倫茲速度變換計算:

光速c=3*10^8m/s,u分母近似於1,結果近似於3m/s

如果改成高速運動,張

三、李四速度都為0.5倍光速,即0.5c

伽利略變換:v』 = 0.5c + 0.5c = c

洛倫茲變換:v『 =(0.5c+0.5c) / (1+0.25)= 0.8c

可見在高速狀態下,牛頓就不太好用了。在日常生活中,我們很少能用到狹義相對論,相比較來說牛頓經典力學,勝在計算簡單,巨集觀低速也足夠精確。但是一根日常的「筷子」,達到光速或接近光速,這就涉及到高速運動了。

狹義相對論

很多人可能不解,為什麼說愛因斯坦的《狹義相對論》就一定正確呢?這裡簡單闡述一下:

科學體系的自洽性、證偽性、重複性,都源於他方證明。愛因斯坦是基於慣性系和光速不變原理兩個條件,推匯出或者說是歸納出了《狹義相對論》。這裡面爭議最大的就是光速不變原理。

光速不變原理

它是指光在任何參照系下的速度都是光速本身。比如說你原地開啟車燈,發出去的光速度是c,當車以100m/s的速度行駛時,再開啟車燈,我在旁邊看到的,光的速度還是c,而不是(100+c)。

牛頓認為時間就是時間,時間永遠不會變,就像一條勻速連續的長河向前流逝著,不會因為任何因素髮生減速、加速、停滯。空間就是空間,同樣不會因為任何因素而改變,這就是牛頓的絕對時空觀。在這樣的時空觀下,一切事物都是相對的,都有參照物,光速也不例外,而光是在一種叫做「以太」的介質中傳播。

如果確定「以太」的存在,那麼就出現相對的問題,就像聲音相對於空氣,空氣又相對於觀察者。同理光就會存在相對速度,就像上面說的車100m/s行駛,路人甲觀察的到光速(100+c)

證明而光速不變原理在愛因斯坦發表《狹義相對論》之前,邁克耳遜---莫雷實驗已經證明,特別搞笑的是,原本邁克耳遜和莫雷一直想證明的是「以太」的存在。

而光速不變原理也不是愛因斯坦提出來的,根據麥克斯韋方程,可以推匯出真空中電磁波速c為常數。

而光也是電磁波的一部分,並且由麥克斯韋方程計算出的光速與實驗測得光速是一致的,當然這裡面存在一些證明前後的邏輯,到底是先證明光是電磁波,還是先證明速度一致就不要太糾結了,無論如何這都體現了科學的自洽性。

如果說誰給了愛因斯坦啟發,那要談到洛倫茲這個荷蘭物理學家。說洛倫茲已經把《狹義相對論》證明了一半也不為過。

洛倫茲在研究電磁理論時,發現了牛頓力學與麥克斯韋方程存在著矛盾,伽利略變換所得結果與麥克斯韋方程所得結果不一致。於是洛倫茲運用了他高超的數學微積分推匯出了一個新的變換公式——洛倫茲變換,而這套變換就是狹義相對論的基礎。不巧的是洛倫茲也是「以太」說的擁護者,他不願意打破舊框架,所以成就了愛因斯坦。

以上是證明,狹義相對論與經典力學的關係,以及狹義相對性是正確的。

筷子好重

狹義相對論質增效應公式:

m0為物體的靜止質量,m為物體的動質量

通過公式我們可以知道當筷子速度v越大,越趨近於光速,那麼筷子的動質量越大。

從上圖可知,無論筷子速度如何增加,都無法達到光速,光速是一切物質運動的極限,當筷子達到光速,分母為0,《狹義相對論》就失效了,這是不可能的。

擊穿地球的能量

如果讓一個人推一根筷子,誰都可以推動,但是隨著這個筷子的速度逐漸增加,動質量也會增大,嬰兒車慢慢就變成了小汽車、輪船、地球、太陽......到了最後連整個宇宙的能量都無法使其加速。

所需能量公式:

當根號下v無限趨近於光速,分母無窮小,所需能量無窮大。

所以如果有無窮大的能量,使筷子無限接近於光速,即筷子所具有的能量就會無窮大。

運動的筷子所具有的能量↓

所以筷子可以擊穿鋼板,擊穿地球。

2樓:情感小塔老師

這個就要跟速度有很大關係,如果筷子在高空中形成一種特別大的力量。那麼是會將鋼板給刺穿的,這就是一根筷子特別大的力量導致的後果。

3樓:宗一一

如果筷子的速度足夠的快,理論上是存在鋼板的可能性的,不管是固態、液態或者是氣態,如果速度快的話,形成的能量就會非常的高,足以穿透一切。

4樓:格林家的公主哈

筷子在正常的情況下自然是無法擊穿鋼板的,但是如果我們給予筷子很快的速度,他就能把動能轉化為力量從而擊破鋼板。

5樓:銀子jj一米陽光

其實這種應該是從引力的速度有關係,應該是要超速才能辦到,正常是無法做到的,需要有專業的人才去做這件事情,所以速度夠快的話,理論上面是可以有一定的穿透性。

6樓:歐歐詮釋不一樣的情感

之前看過這樣一個片段,說只要能超過光速就可以穿越時空。如果說一根筷子足夠快的話,是可以擊穿鋼板的,但是這些都是一些理論值。

一個厚五毫米的鋼板,受壓面積是5平方釐米。多大壓力強可以瞬間擊穿它? 20

7樓:匿名使用者

首先要看鋼板的材質。材質不同的鋼材需要的壓力是不一樣的。普通的q235、或者q345鋼板所需要的壓力就要小點,但是不鏽鋼板、特種合金鋼板就要大點,特製的防彈鋼板就需要特別大的壓力。

同時瞬間擊穿的速率不同,距離不同,對於瞬間擊穿的動量大小影響非常大。所以鋼板不同,其他要求及條件不同,所需要的壓力是不同的。

8樓:

一兆吧。用什麼擊穿呢?

ak子彈能擊穿鋼板嗎?

9樓:礦寶

lz您好,其實這個問題是有很多情況的。比如是ak47,還是ak74,這兩把槍所使用的槍彈是不同的。47用的是m1943型7.

62×39mm中間型步槍彈,而74用的是m74型5.45×39mm步槍彈。再有不同距離對槍彈穿透力有很大的影響,還有,這個硬鋼板是什麼意思,是普通的q175/215/235/275鋼板?

還是m1a1主戰坦克上的貧鈾裝甲鋼板??兩者的硬度差很多啊!我就用最著名的ak47來說,47可以在300米的距離上擊穿3mm的q235鋼板,如果用q175的,100米應該可以擊穿10mm厚的。

10樓:匿名使用者

混凝土牆

打行動硬碟

具體看什麼型號的子彈。

以我過生產的56式7.62x39mm鋼芯彈來說輕鬆打穿鋼板沒有問題

11樓:劉大胖貓

你說的ak47嗎?這個要看射擊距離和鋼材種類及子彈種類,1釐米的鋼板,ak使用鋼芯彈近距離射擊應該可以打穿,比如10幾米距離上

12樓:匿名使用者

這個是可以的,實測ak 的穿透力是 1.幾釐米 忘了

請問,世界上擊穿能力最強的常規導彈能擊穿多厚的鋼板?

13樓:匿名使用者

常規導彈是用來轟炸的,不是用來打鋼板的。如果穿透力太強的話,導彈直接鑽進地下**就起不到它的效果了。

反坦克導彈有比較強的穿透力,威力大的可以能穿透1200毫米的均質裝甲。

14樓:匿名使用者

常規導彈?鋼板?這問題怪怪的,是什麼鋼?不通鋼的區別對於這種問題來說有點大。建議你看一下美國的地堡剋星吧。

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