Uppdelningen: kan du böja en kula?

det verkar som om vi har ännu en ”Matrix-liknande” action fantasy violence-fest i den just släppta filmen Wanted starring James McAvoy, Angelina Jolie och Morgan Freeman. Den böjda kulscenen vi ser i släpvagnen blir snabbt ett samtalsämne i vissa filmcirklar (dvs. gymnasieskolor). Det verkar som om McAvoy tillämpar lite” engelska ” på kulan med den snygga vridningen av handleden. Nu är scenen helt klart bara dum fantasi-att böja en kula ett par meter runt en slaktad gris överensstämmer inte med det kända universums fysik. Den intressanta frågan är dock huruvida det kan vara möjligt att manipulera pistolen för att ge någon form av kurva alls.

Ballistik är ett ganska komplicerat ämne. När en kula avfyras ur pistolens fat kan den ha en hastighet på upp till 1000 m/s och en rotationshastighet upp till hundratusentals varv per minut. Det utsätts omedelbart för gravitationens nedåtgående drag och en stor luftdragkraft som saktar ner kulan. Medan rotationen stabiliserar kulan med samma princip som ett snurrande gyroskop är svårt att slå över (bevarande av momentum), kan samma rotation resultera i en liten uppåtgående eller nedåtgående kraft tillsammans med en sidledes drift som ett resultat av Magnus-kraften. Magnus force är samma kraft som gör det möjligt att kasta en ond kurvboll—resultatet av att luften färdas i olika hastigheter runt varje sida av en snabbt snurrande boll, vilket skapar ett annat lufttryck på varje sida. Av alla dessa krafter har tyngdkraften den största effekten på kulans bana. Över ett avstånd på fem eller tio meter som det som visas I Wanted slakteriscen, skulle kombinationen av dessa krafter resultera i en avböjning av några millimeter— uppenbarligen inte tillräcklig för att rensa Angelina (och grisen) och träffa målet.

med tanke på allt ovan är frågan som vi fortfarande behöver ta itu med: kan vi få ytterligare hjälp från handleden? En millimeter till? Något? Svaret är (inte överraskande): nej, vi kunde inte. Anledningen är mycket enkel och har att göra med Newtons första lag om rörelse. Implikationen i scenen är att pistolens böjda bana på något sätt förmedlas till kulan innan den släpps och kulan fortsätter att kurva efter att den lämnar pistolens fat. Det är inte så kulan fungerar. Det är en vanlig förstaårsfysik missuppfattning, till exempel att en boll som rullar runt ett krökt spår fortsätter i en krökt bana efter att den lämnar spåret. Anledningen till att ett objekt följer en krökt bana är att det finns en kraft som drar den in i den banan-till exempel banans väggar som trycker på bollen. Så snart krafterna slutar agera, kommer objektet att fortsätta i en rak linje med konstant hastighet, enligt Newtons första lag. Prova detta hemma: Fäst en sträng på en boll och sväng den i en horisontell cirkel strax ovanför marken och släpp sedan den. Lägg märke till den väg det tar när du släpper den. Det är en rak linje. Samma sak med kulan efter att den lämnat pistolen.

Adam Weiner är författaren till Don ’ t Try This at Home! Fysiken i Hollywood-filmer.