Fordelingen: kan du bøje en kugle?

det ser ud til, at vi har endnu en “matrice-lignende” Action fantasy violence-fest i den netop udgivne film ønskede hovedrollen James McAvoy, Angelina Jolie og Morgan Freeman. Den buede kuglescene, vi ser i traileren, bliver hurtigt et samtaleemne i visse filmcirkler (dvs.gymnasiebørn). Det ser ud til, at McAvoy anvender lidt “engelsk” på kuglen med den smarte flip af håndleddet. Nu er det klart, at scenen bare er fjollet fantasi-at bøje en kugle et par fødder omkring en slagtet gris er ikke i overensstemmelse med fysikken i det kendte univers. Imidlertid, det interessante spørgsmål er, om det måske er muligt at manipulere pistolen for overhovedet at give nogen form for kurve.

ballistik er et ret kompliceret emne. Når en kugle affyres ud af tønden på en pistol, kan den have en hastighed på op til 1000 m/s og en rotationshastighed på op til hundreder af tusinder af omdrejninger pr. Det udsættes straks for tyngdekraftens nedadgående træk, og en stor luft-trækstyrke sænker kuglen ned. Mens rotationen stabiliserer kuglen med det samme princip, at et roterende gyroskop er svært at vælte (bevarelse af momentum), kan den samme rotation resultere i en lille opadgående eller nedadgående kraft sammen med en sidelæns drift som et resultat af Magnus-kraften. Magnus force er den samme kraft, der gør det muligt at kaste en ond curveball—resultatet af luft, der kører med forskellige hastigheder omkring hver side af en hurtigt roterende bold, hvilket skaber et andet lufttryk på hver side. Af alle disse kræfter har tyngdekraften den største effekt på kuglens bane. Over en afstand på fem eller ti meter som den, der blev vist i ønsket slagteri scene, ville kombinationen af disse kræfter resultere i en afbøjning på nogle få millimeter— åbenbart ikke tilstrækkelig til at rydde Angelina (og grisen) og ramme målet.

når vi anerkender alt det ovenstående, er spørgsmålet, som vi stadig har brug for at tage fat på,: kan vi få yderligere hjælp fra håndledsflip? En millimeter mere? Noget? Svaret er (ikke overraskende): Nej, vi kunne ikke. Årsagen er meget enkel og har at gøre med Nyons første bevægelseslov. Implikationen i scenen er, at pistolens buede bane på en eller anden måde overføres til kuglen, før den frigives, og kuglen fortsætter med at kurve, efter at den forlader pistolens tønde. Det er ikke sådan, kuglebeskydning fungerer. Det er en almindelig første års fysik misforståelse, for eksempel at en bold, der ruller rundt om et buet spor, fortsætter i en buet sti, efter at den forlader banen. Årsagen til, at et objekt følger en buet bane, er fordi der er en kraft, der trækker den ind i den bane—for eksempel sporets vægge skubber på bolden. Så snart kræfterne holder op med at handle, vil objektet fortsætte i en lige linje med konstant hastighed, ifølge Nyons første lov. Prøv det derhjemme: Fastgør en streng til en bold og sving den i en vandret cirkel lige over jorden, og slip den derefter. Bemærk den sti, det tager, når du har frigivet den. Det er en lige linje. Samme ting med kuglen, når den forlader pistolen.

Adam er forfatter til Don ‘ t Try This At Home! Fysik af danske film.