La ripartizione: Si può piegare un proiettile?

Sembra che abbiamo ancora un altro “Matrix-like” action fantasy violence-fest nel film appena uscito Wanted interpretato da James McAvoy, Angelina Jolie e Morgan Freeman. La scena curva-proiettile che vediamo nel trailer sta rapidamente diventando un argomento di conversazione in alcuni circoli moviegoing (cioè ragazzi delle scuole superiori). Sembra che McAvoy applichi un po ‘di” inglese ” al proiettile con quella fantasia del polso. Ora, chiaramente la scena è solo una stupida fantasia: curvare un proiettile di un paio di piedi attorno a un maiale macellato non è conforme alla fisica dell’universo conosciuto. Tuttavia, la domanda interessante è se sia possibile manipolare la pistola per impartire qualsiasi tipo di curva.

La balistica è un argomento piuttosto complicato. Quando un proiettile viene sparato dalla canna di una pistola può avere una velocità fino a 1000 m/s e una velocità di rotazione fino a centinaia di migliaia di giri / min. Viene immediatamente sottoposto alla forza di gravità verso il basso e ad una grande forza di trascinamento dell’aria che rallenta il proiettile. Mentre la rotazione stabilizza il proiettile con lo stesso principio che un giroscopio rotante è difficile da rovesciare (conservazione della quantità di moto), questa stessa rotazione può provocare una piccola forza verso l’alto o verso il basso insieme a una deriva laterale come risultato della forza Magnus. La forza Magnus è la stessa forza che consente di lanciare una palla curva malvagia, il risultato di un viaggio dell’aria a velocità diverse attorno a ciascun lato di una palla che gira rapidamente, creando così una diversa pressione dell’aria su ciascun lato. Di tutte queste forze, la gravità ha il più grande effetto sulla traiettoria del proiettile. Su una distanza di cinque o dieci metri come quella mostrata nella scena del macello di Wanted, la combinazione di queste forze si tradurrebbe in una deflessione di pochi millimetri— ovviamente non sufficiente per eliminare Angelina (e il maiale) e colpire il bersaglio.

Riconoscendo tutto quanto sopra, la domanda che dobbiamo ancora affrontare è: Potremmo ottenere ulteriore aiuto dal flip del polso? Un altro millimetro? Niente? La risposta è (non sorprendentemente): no, non potremmo. La ragione è molto semplice e ha a che fare con la prima legge del moto di Newton. L’implicazione nella scena è che la traiettoria curva della pistola è in qualche modo impartita al proiettile prima che venga rilasciato e il proiettile continua a curvare dopo aver lasciato la canna della pistola. Non e ‘cosi’ che funziona il tiro con i proiettili. È un malinteso comune della fisica del primo anno, ad esempio, che una palla che rotola attorno a una pista curva continuerà in un percorso curvo dopo aver lasciato la pista. Non lo farà. Il motivo per cui un oggetto segue una traiettoria curva è perché c’è una forza che lo tira in quella traiettoria—per esempio, le pareti della pista che spingono sulla palla. Non appena le forze smettono di agire, l’oggetto continuerà in linea retta a una velocità costante, secondo la prima legge di Newton. Prova questo a casa: Attaccare una corda a una palla e farla oscillare in un cerchio orizzontale appena sopra il terreno, quindi rilasciarla. Si noti il percorso che prende dopo il rilascio. E ‘ una linea retta. Stessa cosa con il proiettile dopo che ha lasciato la pistola.

Adam Weiner è l’autore di Don’t Try This at Home! La fisica dei film di Hollywood.