Es posible disparar balas en el espacio o el retroceso de la pistola de ser demasiado fuerte?

Question

He leído un par de artículos que dicen que los astronautas ya han traído armas en el espacio y que los disparos de balas en el espacio es posible.

Pero no el retroceso de la pistola de ser demasiado fuerte?

Ley de conservación del momento:

$m_{pistola}v_{pistola}=m_{viñeta}v_{viñeta}$

$v_{pistola}=\dfrac{m_{viñeta}}{m_{pistola}}v_{viñeta}$

He encontrado algunos valores en Google:

$m_{viñeta}=0.03$ kg

$m_{pistola}=1$ kg

$v_{viñeta}=800$ m.$s^{-1}$

Y por lo tanto, tenemos:

$v_{pistola}=24$ m/s

$v_{pistola}=87$ km/h

$v_{pistola}=54$ mph

Esa es la velocidad típica de un coche en una autopista.

Es un incontrolable de retroceso.

El arma iba a ser empujados hacia atrás con tanta fuerza que sería muy probablemente dañar el astronauta del traje espacial y matarlo.

Pero el ruso Soyuz cápsulas de no llevar armas de fuego si el uso de ellos llevaría a una muerte instantánea de su propio usuario. Así que me debe faltar algo.

Aún incluso si el astronauta podría de alguna manera mantener muy bien a su arma y absorber todo el impulso, él todavía sería expulsado a una velocidad de alrededor de $1.5$ km/h $=$ $1$ mph (y tal vez incluso te quedas atascado girando por un tiempo, como en la película de la Gravedad), lo cual haría de armas de fuego no es muy eficaz en el espacio, ya que se necesitaría tiempo para encontrar una manera de volver a estabilizarse y volver a apuntar para disparar una segunda bala.

Nota: yo no sé nada acerca de las armas (yo no vivo en los estados unidos), así que me perdone si me he perdido algo obvio.

Answer 1

Se ha calculado la velocidad de un remoto disparado la pistola después de que se dispara la bala, la verdad. Sin embargo, no hay realmente nada sobre el espacio en su cálculo, como @ACuriousMind señaló. En teoría, un arma de fuego disparó en la Tierra podría volar tan rápido, en menos de un segundo. Lo que usted debe utilizar no es de $m_\mathrm{pistola}$ pero $m_\mathrm{pistola} + m_\mathrm{persona}$. El arma nunca se llega a esa velocidad porque empiezo a actuar contra ella de forma inmediata y continua.

En cierto sentido, el "problema" se anula a si misma--el arma parece ir tan rápido porque no pesa mucho! Pero, en realidad, el hecho de que no pesa mucho también significa que puede mantener bajo control.

El problema en el espacio que tiene es que el impulso que recibe, incluso después de calcular con ambas masas, se quedará con usted, y usted comenzará a la deriva lejos. Peor, probablemente no se dio fuego a lo largo de una línea de intersección de su centro de masa, lo que significa que ahora tiene algunos locos movimiento de rotación. Si esto es o no es peligroso depende de su gravedad cero tiro particulares de la instalación, pero no suena cómodo.

Answer 2

Para la mayoría de las armas de fuego, usted puede casi mantenerlos en su lugar mientras se disparó. Es decir, la repulsión no solo "golpe", el arma de la masa, pero el astronauta de la masa demasiado, no permitiendo el arma para lograr alta velocidad.

Con su número de hojas en la mayoría de los $$ v \aprox 0.11~\text{ms}^{-1} = 0.38~\text{km / h}^{-1} $$ para un astronauta + traje + pistola con $m=225~\text{kg}$, si no se aplica el torque.

Pero supongo que el más grave problema será este par de torsión aplicado a la astronauta si el impulso no está dirigido hacia el centro de la masa, que lo deja de girar si no hay contra-el par de apriete puede ser retenida.

Idealizar el astronauta como un cilindro homogéneo con un momento de inercia $\Theta = \frac{1}{2}mR^2$ y $R\aprox 0.5~\text{m} $. Dejar que la bala se disparó a $R$ perpendicular a su eje de simetría y su línea de visión de manera que este es el peor de los casos, para la hilatura. La conservación del momento angular demandas $$ L = \Theta \cdot \omega = R \cdot p_{\text{viñeta}} $$ para los astronautas momento angular y por lo tanto $$ T = \frac{2\pi}{\omega} = \frac{\pi \cdot m \cdot R}{m_\text{viñeta} \cdot v_\text{viñeta}} \approx 14.73~\text{s}$$ el tiempo para una revolución de la astronauta.

Answer 3

¿Cuál es la diferencia entre el lugar donde está y el espacio? Atmósfera (es decir, presión de aire), la temperatura, la gravedad, la radiación. Piense acerca de cómo cada uno de esos afecta a lo que sucede a alguien después de apretar el gatillo de un arma de fuego, en la tierra.

Atmósfera: no tiene un impacto significativo sobre los efectos de retroceso. Va a ayudar a disminuir la viñeta de abajo, pero que no es relevante a lo que ocurre con la pistola.

Temperatura: esto podría potencialmente afectar el mecanismo de disparo de la pistola, o la carga de la bala. Candidato más probable para jugar con su tiro, diría yo. Por otro lado, mientras que el espacio es muy frío, es también medio-menos, es decir, no hay nada (o al menos, no mucho) para transmitir la vibración molecular (calor) de distancia de la pistola. Así, la pistola en realidad iba a enfriar muy lentamente.

Gravedad: Es la fuerza, no de la gravedad o de la atmósfera, lo que deja la pistola de volar de vuelta en su cara al fuego. La gravedad ayuda a que anclarte a la tierra, de modo que todo su cuerpo es probable que giran alrededor, a menos que usted está disparando desde la cadera (o panza tal vez). Debe mover hacia atrás con la misma fuerza que se aplica a la viñeta, pero a una velocidad más lenta, ya que pesan mucho más que una bala (aceleración = fuerza sobre la masa, recuerda). Digamos que la bala pesa 10 gramos, por ejemplo, y usted pesa 100 kilogramos: la aceleración se someten durante la cocción, y por lo tanto su velocidad resultante, será de 100.000/10 = 10 000 veces MENOR que la de la bala. Una típica viñeta de velocidad podría ser de 1000 mph (para hacer las matemáticas más fácil), por lo que dividido por 10.000 da 0.1 millas por hora de velocidad. Típico de la velocidad de la caminata es de 3 mph, por lo que se deriva hacia atrás en un trigésimo de la velocidad normal de caminar. Esto no es muy dramático.

Radiación: Usted estaría en un gran problema sin un buen blindaje contra la radiación. El arma estaría bien.

Answer 4

Como las otras respuestas han dicho, el principal de la supervisión en la pregunta original es la masa del astronauta/cosmonauta sosteniendo el arma de fuego.

Sin embargo, el número original de la masa del proyectil es de un orden de magnitud. Por lo tanto, el cálculo original, así como algunos de los otros ejemplos que se proporcionan después - son todo sigue un orden de magnitud muy alta.

Típico de las pequeñas armas de proyectiles tienen una masa que van desde los 3 gramos de 13 gramos. Típico rango de velocidades de 250 m/s a 800 m/s, y se asoció inversamente con proyectil de masa (que es, más ligero balas se dispararon a altas velocidades, mientras que las más pesadas balas que se dispararon a bajas velocidades). Así que vamos a mantener el original de la muestra número de 800 m/s, pero en lugar de asociarlo con más razonable, de 3 gramos de bala; esto es en realidad muy cerca de la 5.45x39mm cartucho de que la TP-82 puede disparar.

Correr con los nuevos números de ejemplo:

$$m_{viñeta} = 0.003 kg$$

$$m_{astronauta} \aprox 1 kg + 70 kg + 145 kg = 216 kg$$

$$v_{viñeta} = 800 m/s$$

Resultados en:

$$v_{astronauta} = 0.011 m/s = 0.04 km/h$$

Answer 5

El problema (error de lectura) con su cálculo es cuando se supone que la velocidad de la bala $$v_{viñeta}=800 m/s$$ Esta es la velocidad de la bala obtiene si el arma está siendo mantenido relativamente todavía por una persona de pie en el suelo fijo.

La velocidad de la bala viene desde el impulso de la alta presión en el pistón después de la "explosión". Desde el impulso es la integral en el tiempo de la fuerza el impulso $$ I=\int Fdt$$ va a ser mucho menor si el arma comienza a volar de otra manera, con respecto a si la pistola se lleva a cabo todavía. Esto es debido a la presión en el pistón va a disminuir más rápido con el tiempo.

Y ya que estamos hablando sólo de direcciones horizontales (por lo que no graivty) sólo podría tratar de saltar desde el suelo, luego el fuego de un arma de fuego y ver cuánto de la velocidad horizontal que recibe.