@ 2014.08.20 , 15:23
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WHAT IF:BB神枪

在电影《绝世天劫》中,一个NASA职员说,用激光来射击一颗小行星就像用pp枪来射击一辆货运火车。那怎么样能只用bb枪来停下一辆失控的火车呢?
——Charles James O'Keefe

首先,准确的说,用激光来射击小行星是一个偏移它的轨道的好方法。但是但是,用bb枪把火车停下了可就难得多了。

一把 Red Ryder弹簧活塞杠杆式气步枪射击标准的0.177口径重0.33克的钢制BB弹的初速度为100m/s。
通用电气公司的Genesis一系重达12吨大约能以45m/s的速度运行。

如果你对着车头近距离射了一枚BB弹,你会把火车的速度降低大概1英尺/天(0.0000035m/s)。
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以每秒钟射出一枚BB弹来算,你需要花上2天和大约200000枚BB弹来把火车停下来——但是这么说来不管怎样火车最后自己也会停下来。(根据公式,火车在平坦的路面上,不用刹车的情况下,从100英里每小时(44.7m/s)到20英里每小时(8.9m/s)只需要10-15分钟)

很明显, Red Ryder 没能把车的速度减下来。

是时候进入气步枪爱好者的恐怖世界来找把更称手的武器了!

Tactical Edition Drozd Blackbird是一款高大上的BB弹机枪 (当然会有BB弹机枪啦)。它在一分钟里能以200m/s的初速度发射大约1200枚BB弹。在这种速度下,标准BB弹能射裂人的骨头。

不幸的是,就算对着火车头瞬间打空一弹夹600枚BB弹,也只能降低它很小很小一点点的速度。

一个人好像做不太到把火车停下了。要是我们有一个军队呢?
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我们给每个人分配2-4英寸(0.6-1.3m)的空间。这有点拥挤了,但是也足够他们从前一个人的肩膀上方开火了。如果我们把他们的位置限制在火车头前45°的范围里,我们能在10m的距离放下100个人,20m 300人,30m 550人,40m 740人。
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大多数射手能垂直射向火车头部。考虑到不同的射击角度,这种扇形队伍能给火车施加的力大概是理想安排(每个人直接垂直射击火车头部)的百分之90以上。

BB弹会受到很多的阻力,那些远距离射击的BB但会以更低的速度到达火车。这个页面告诉我们了BB弹不同速度下受到的阻力。

这些考虑清楚了,让我们来看看这一群人要是想用BB枪阻止火车的话会发生什么。事实上,一个人有两只手,我们让他们都两手拿枪。

t=0时,50m范围里的2500人都扣动了他们的扳机,每秒钟大约射出100000枚BB弹。当火车前进的时候,前面的人被撞得飞出了轨道。等等,这不行,我们不能让他们用自己的身体让火车慢下来。这是作弊!

那些被超过的人就停止射击,沿着轨道分部的更远的人就开始射击。火车开得还是很快的,每个人在火车经过(或者穿过)他们之前都只能射个几十轮。
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任何一个时刻,空中都会飞着大概45000枚BB弹。但是这里有个问题:当钢球从火车头上弹回来的时候,它们不会消失。它们会向着射击者飞回来并且进入我们的队伍里。当高峰期时这些弹回来的BB弹会引起大约百分之一的射出的BB弹发生碰撞而偏移。这确实是一个影响,但它基本不影响我们的运算。

不幸的是,就算是这样也需要几分钟才能把火车停下了——在此之前火车已经开了大概2千米。这也就意味着我们需要100000个列队排列在铁轨旁,训练他们大概要花费5000玩美元。

我们还能做得更好一点,但是这必须我们放松对BB枪的要求。

AK-47能以715m/s的速度发射大概是钢的BB弹25倍重量的子弹。这种速度可以让它们轻松穿透车身(这也就意味着这种动力传输效率很低,但是这不重要)。

计算表明,大概2500人人手两把AK-47就能把我们的火车停在30m的距离内——只花了2.5秒。搞定啦。
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...好吧。

机枪弹药和BB枪子弹相比风阻小了很多,也就意味着我们可以从更远的地方对火车头进行射击。让我们把射击距离从50m变成200m。

t=0时,40000人开火了。AK-47可以一般一个弹夹里有30枚子弹每秒能发射大概10枚子弹。在前三分之一秒,大概25万的子弹在空中飞行。杂乱的射击肯定会引起不少前面的人的死亡。但是那些训练有素的射手还是能设法击中目标。

t=15 ms时,火车头向前挪了半米并开始遭遇了子弹云。

t=30 ms时,火车头每毫秒大约会被五六枚子弹攻击。

t=150 ms时,火车头向前艰难地爬行了6m,它每秒钟大约要撞上几百枚子弹。它开始减速了(并且开始分解了——让我们假设它是由某种能均匀分摊子弹冲力的轻材料制成)。

大约t=300ms时,25万枚子弹都在空中飞行。有趣的是,前排人射出的子弹有时候会被后排的人射出的追上,并发生碰撞,虽然这种事情发生得不多,但确实是发生了。

火车艰难地爬了7m …… 7.5m …… 7.75m …… 又回到了7m。

成功!
但是这些射手才射了十几发子弹。他们的弹夹基本上还是满的。

t=1s时,大约一共射出100万枚子弹。火车开始以100m/s(220英里每小时)的速度后退 。

t=2s时,火车后退的加速度开始变小了。因为它超出了一些射手的射程,也因为火车已经以声速开始后退,子弹想要追上它会变得更困难,当子弹追上的时候,它和火车的速度也差不了太多,所以也不能让火车加速很多。

至此,大气阻力会成为对火车运动的主导力量。车厢后部开始翘起,与铁轨分离,火车开始翻滚,最后变成了一堆碎片还浪费了我们的子弹。

现在我们再来看看那颗小行星。
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本文译自 XKCD,由译者 Biwef℃ 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 28+1

  1. 2516559

    如果没记错,是秦朝的祖坟吧。。。

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  2. 2516563

    想过司机的感受吗

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  3. 恬家小人物
    @3 years ago
    2516568

    不论你怎么算,所做的只是乱枪打爆火车头而已。。。

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  4. 2516571

    所以,下次看到印度电影里面有人开枪打停火车,你就知道这哥们儿差不多等于5000把ak那样了.

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  5. KindSky
    @3 years ago
    2516572

    我只能呵呵一笑

  6. 城门
    @3 years ago
    2516575

    合金弹头里有关是打火车的,我只知道我一个人一支手枪把火车打飞了。嘎嘎!

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  7. sipanad
    @3 years ago
    2516578

    BB枪一枪爆掉动力盔甲

    [17] XX [0] 回复 [0]
  8. 2516581

    我穿越?早就发过了吧

  9. 2516584

    坐等铁道游记队用冲锋枪打停鬼子的火车。

  10. 夜痕
    @3 years ago
    2516585

    AK-47可以一般一个弹夹里有30枚子弹每秒能发射大概10枚子弹

    ..慢了点吧

  11. 恬家小人物
    @3 years ago
    2516589

    我擦,我这个昵称是什么情况怎么自己变了,我不叫恬家小人物啊。。。

  12. 2516599

    oioi附体:5000玩美元

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  13. 你他喵又逗我
    @3 years ago
    2516633

    突然冒出个Red Ryder,查了下:
    The Red Ryder BB Gun is a BB gun made by Daisy Outdoor Products and introduced in 1938 that resembles the Winchester rifle of Western movies. Named for the comic strip cowboy character Red Ryder (who also appeared in numerous films between 1940 and 1950, and on television in 1956), the BB gun is still in production, though the comic strip was cancelled in 1963.——From Wikipedia

    Red Ryder BB枪是Daisy Outdoor Products在1938推出的,形似西方电影中温切斯特来复枪,命名来自连载漫画中的牛仔Red Ryder(这货在出现在很多1940-1950年间的电影,还有1956年的电视上),这款BB枪目前仍在生产,尽管那部连载漫画1963年的时候就停载了

    我好像太无聊了

  14. wongkingway
    @3 years ago
    2516640

    这篇文章完美的解释了什么叫“一本正经地胡说八道!”

    [35] XX [3] 回复 [0]
  15. 未成年面包
    @3 years ago
    2516666

    nerf呢,好吧我太无聊了

  16. 喵喵叔
    @3 years ago
    2516723

    只有我想到合金弹头???

  17. 2516736

    算了吧,你知道我读书少

  18. 血神之翼
    @3 years ago
    2516809

    @未成年面包: nerf子弹初速度只有10m/s左右(www.wired.com/2011/06/how-fast-are-these-nerf-bullets/),虽然不知道具体发射的是dart、arrow还是missile,但是算作10g左右还是可以的(nerf.wikia.com),你算一下它们动能或者动量的比值基本上就能根据文章结果确定需要多少了……

  19. 2516888

    这些螂臂挡车的暴徒

  20. 2516964

    你只需要一把钢铁BB枪,把它固定到铁轨上,然后在旁边静候列车脱轨就好了

  21. 梅川内酷
    @3 years ago
    2516969

    在前三分之一秒,大概25万的子弹在空中飞行。杂乱的射击肯定会引起不少前面的人的死亡。但是那些训练有素的射手还是能设法击中目标。

  22. papercutzg
    @3 years ago
    2517414

    这个比喻不太恰当 其实不需要让他停下来 跑偏即可 在很远的地方让他偏离微乎其微的轨道就可以达成远离地球的目的

  23. 毛毛睡不醒
    @3 years ago
    2517534

    向外太空发射能偏移小行星的BB弹,地球轨道都被你偏移了。

  24. 星之卡密
    @3 years ago
    2517986

    洛杉矶BB枪杀人事件

  25. 2518986

    @夜痕: 理论射速的确高,但是人抗不住啊

  26. 灵魂在奇怪
    @3 years ago
    2519239

    查了一下,一把 Red Ryder美亚只卖24.99,有想入手的吗?

  27. Meteor008
    @2 years ago
    2841599

    bb枪初速只有超电磁炮速度的十分之一

  28. 2887819

    直接造出一门50000毫米的BB弹加农炮,只需一发火车直接回站

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