كيف تدمر مدفع ميساكا الكهرومغناطيسي؟

[Unboxing - BBB] 베이 블레이드 버스트 超 王 (슈퍼 킹) 리뷰 3 - B-161 [부스터] 글라이드 라그나 뢰크 .Wh.R 1S 리뷰 & 테스트

في الحلقة 1 من Railgun ، ينهي مدفع ميساكا الكهرومغناطيسي جزءًا كبيرًا مما يبدو أنه حمام سباحة بحجم أولمبي. في وقت لاحق من نفس الحلقة ، تم الكشف عن أن مدفعها الكهرومغناطيسي يسافر بسرعة 1030 م / ث.

ومع ذلك ، فإن الأرقام لا تتراكم.

لنفترض أن Misaka يستخدم عملات معدنية بحجم 10 جرام. في 1030 م / ث، لهذه العملة الكثير من الطاقة:

Energy = 1/2 m v^2 = 1/2 (0.01 kg) (1030 m/s)^2 = 5304.5 kg (m/s)^2 = 5304.5 Joules 

يحتوي حوض السباحة الأولمبي على 2500000 كجم من الماء. بناءً على الصورة أعلاه ، من المحتمل أن ينتقل هذا المخروط مسافة 100 متر في الهواء.

دعنا نقول لدواعي الشك ، أن 10٪ فقط من الماء يرتفع 100 متر في الهواء.

Energy = m g h = (0.01 * 2500000 kg) (9.8 m/s^2) (100 m) = 2.45 * 10^8 kg (m/s)^2 = 2.45 * 10^8 Joules 

تحتاج العملة 2.45 * 10^8 جول من الطاقة لرفع حمام السباحة كما هو موضح أعلاه. لكن عملتها يمكن أن تقدم فقط 5304.5 Joules. هناك فرق بحوالي 4 مرات في الحجم.

---

حسنًا ... قبل أن يرفض أي شخص هذا باعتباره مجرد حالة أخرى من فيزياء الرسوم المتحركة ، فلنلقِ نظرة على الأشياء الأخرى التي يمكن أن تنتج الكثير من الطاقة:

1. لا يتم تسجيل دوران العملة المعدنية بسرعة صافية تبلغ 1030 م / ث. ولكن بالنظر إلى لحظة القصور الذاتي لعملة صغيرة ، فإنها ستحتاج إلى قدر هائل (نسبي؟) من الدوران لتحملها 10^8 جول.
2. شحنة العملة غير محددة في الأنمي. ربما يستقطب ميساكا شحنة العملة المعدنية بطريقة ما ويجعلها تحرر عند ملامستها للهدف.
3. كتلة الطاقة (E = mc^2) من العملة 9 * 10^14 جول. هل هذا ما فعلته؟

لذا فإن السؤال هو: هل هناك أي تفسير رسمي لمكان حصول العملة على الكثير من الطاقة؟ أم أننا تركنا لرفض هذا باعتباره حالة أخرى لفيزياء الرسوم المتحركة؟

4

• وإذا كان أي شخص مهتمًا بمناقشة الدردشة حول الفيزياء هنا: chat.stackexchange.com/transcript/message/7951592#7951592
• كتب FWIW ، Funimation مدونة ، شرح علمي معين للسكك الحديدية ، العام الماضي. للأسف ، يبدو أن ملف PDF المرتبط الذي كان يشغل الأرقام ويظهر مدى خطأه قد فقد. IIRC ، الإجابات هنا تغطي بالفعل كل ما قاله على أي حال.
• Mystical by Official هل تقصد تفسيرًا فيزيائيًا بحتًا أم تفسيرًا قانونيًا؟
• Mindwin بواسطة "Official" أعني إذا قال الاستوديو أو أي من المؤلفين أي شيء.

وفقًا للأنمي والمانجا ، يمتلك Mikoto "سرعة كمامة" تبلغ 1030 م / ث:

في المقابل ، تمتلك المدفع الكهرومغناطيسي التابع للبحرية الأمريكية سرعة كمامة تبلغ 2520 م / ث (حوالي 5600 ميل في الساعة أو حوالي 7.5x سرعة الصوت) ، مع طاقة كمامة تبلغ 10.64 ميغا جول (10.64 مليون جول). وهو ما يمكن مقارنته على الأرجح بكمية الطاقة في سيارة متوسطة الحجم تتحرك بسرعة 250 ميلاً في الساعة.

وبالمقارنة ، فإن بندقية AK-47 لديها سرعة كمامة تبلغ 715 م / ث (حوالي 1600 ميل في الساعة أو 2x سرعة الصوت) ، مع طاقة كمامة تبلغ ~ 2010 جول (بافتراض استخدام خراطيش 7.62 × 39 مم ، ولكنها قد تختلف اعتمادًا على نوع الذخيرة).

على الرغم من أنها ليست مثيرة للإعجاب للغاية فيما يتعلق بالمدافع الكهرومغناطيسية ، حيث أن المدافع الكهرومغناطيسية الفعلية قادرة على تحقيق سرعات ربما تزيد عن 5000 م / ث. لاحظ أن ميكوتو هو تلميذ في المرحلة المتوسطة يمكنه إطلاق ثماني طلقات من هذه الطلقات في الدقيقة ، وهو ما يعادل المدافع الكهرومغناطيسية "النموذجية".

بافتراض أن العملة المعدنية التي يمكن مقارنتها بحجم ووزن ربع الولايات المتحدة ، يمكن للمرء أن يفترض أن العملة التي تستخدمها يبلغ وزنها حوالي خمسة جرامات. باستخدام هذه الصيغة يمكننا الحصول على طاقة كمامة:

الطاقة = 0.5 * (الكتلة) (السرعة)² = 0.5 * (0.005 كجم) (1030 م / ث)² = ~ 2652.25 جول

لذلك ينتج ميكوتو ضررًا أكثر قليلاً من بندقية هجومية نصف آلية.

لكن هذا ليس ما نراه الآن أليس كذلك؟

ليس تماما. ولكن ما الذي يمكن أن يسبب مثل هذا الاختلاف في الإنتاج؟

وفقًا للصفحة 1 ، الفصل 4 من مانجا Railgun ، فإنها تتلاعب بالكهرومغناطيسية لتحقيق نتائجها. يبدو هذا معقولًا لأنه إذا كان المجال المغناطيسي مركّزًا بشكل كافٍ ، فيمكنها نظريًا تسريع العملة و / أو الأشياء القريبة فقط.

الآن دعنا نلقي نظرة على اختبار المسبح مرة أخرى ، من حلقة تنظيف المسبح (S1 ، الحلقة 2) لدينا تقدير تقريبي لأبعاد المسبح:

لنقيس الأشياء من حيث ارتفاع كوروكو (~ 152 سم)!

بالنظر إلى أن المسبح لا يتناقص أو لا يتناقص ، فلنفترض أن المسبح يبلغ طوله حوالي 14 كوروكوس أو 21.28 مترًا تقريبًا (نعم يبدو صغيرًا نوعًا ما) ، وعرضه حوالي 11 كوروكوس ، أو 16.72 مترًا تقريبًا ، من الخطوط الموجودة أرضية المسبح وأقل قليلاً من ~ 0.9 كوروكو ، أو لنقل 1.36 متر بعمق.

اما المياه النازحة نحن استطاع حاول دمج حجم عمود الماء ، بافتراض أنه نصف ونصف هواء ، والعثور على وزنه ، وما إلى ذلك ، لكننا سنكون كسالى هنا ونفترض أن 1/1000 من حجم ماء البركة قد تبعثر في الهواء عندما أطلق ميكوتو النار مدفعها الكهرومغناطيسي. سيكون للمسبح حجم:

الحجم = (1.36 م) * (21.28 م) * (16.72 م) = ~ 486.73 م³ من الماء

نظرًا لأن "مركز الكتلة" يبدو عمود الماء قابلاً للمقارنة بالقرب من أعلى مبنى من نوع صالة الألعاب الرياضية ، فسيكون تقديرًا للعين للباب مقارنة بالمبنى ، لنفترض أنه يبلغ ارتفاعه 10 أمتار. لحساب الطاقة اللازمة لتحقيق شيء مثل هذا نقوم بما يلي:

(الطاقة اللازمة لرفع الجسم) = (كتلة الجسم) * (التسارع بسبب الجاذبية) * (ارتفاع الرفع).

في هذا السيناريو ، دعنا نقطع مجموعة من الزوايا ونفترض أن كل طاقة اللقطة تذهب إلى رفع الماء (والتي من خلالها نتجاهل الطاقة المستهلكة في تسخين المياه ، مما ينتج عنه أصوات انفجار عالٍ ، وأي تأثير درامي للرياح) ، ثم نحن لديك

الطاقة = (1/1000) * (~ 486.73 م³) * (1000 كجم / م³ ماء) * (9.8 م / ث²) * (10 م) = ~ 47699.54 جول

إذا قمنا بالتعويض بالعكس في معادلة الطاقة الحركية:

√ [(~ 47699.54 J) * 2 / (0.005 كجم)] = ~ 4368.04 م / ث

لذا فإن سرعة كمامة مدفعها الكهرومغناطيسي ستكون حوالي 4368.04 م / ث.

لا يمكن للمرء إلا أن يفترض أنه ، نظرًا لأنه يجب علينا احترام قيمة الشريعة البالغة 1030 م / ث ، ربما يكون الضرر الناجم عن قدرة ميكوتو ناتجًا عن تلاعبها بالكهرومغناطيسية الناتج عن تحرك العملة في الهواء أو بعض العوامل الأخرى ... لكن ثم مرة أخرى ، ماذا نعرف عن فيزياء هذا العالم حيث يتعايش العلم والسحر؟

1

• يبدو @ Krazer بمظهره وكأنه بركة شبه أولمبية ، 25 م × 12.5 م × 1.36 م

+100

يمكن للكهرباء تحريك الماء:

يقول الويكي أن ميساكا يمكن أن يولد مليار فولت.
(على الرغم من أن بعض المصادر تنص على 5 مليارات فولت ، فلنكن متواضعًا )

إذا قامت بشحن العملة المعدنية ، فإن النقل السريع للشحنة من العملة المعدنية إلى الماء سيؤدي إلى التنافر بين العملة المعدنية والمياه المحيطة ، مما يدفع الماء بعيدًا عن البركة. تنعكس موجات الصدمة على حدود وقاع البركة ، مما يؤدي إلى ارتفاع المياه السطحية.

يمكنك أن ترى في الأنمي أن كل الانفجارات لها بعض الحركة الجانبية ، لكن انفجار SECOND المعروض له تأثير مميز للغاية. حركة جانبية ، مما يشير إلى أن التأثير يدفع الماء قليلاً إلى الجانبين أيضًا ، حيث يتحرك الماء المشحون كهربائيًا بعيدًا عن العملة المعدنية أثناء عبور العملة لحوض السباحة.

قضية تبديد التهمة ليست مشكلة. يمكنها أيضًا AIM lightning ، لذلك يمكننا أن نفترض أن قوتها الكهرومغناطيسية يمكنها أيضًا تغيير جهد انهيار الهواء حول العملة (إما عن طريق زيادة الضغط حول العملة المعدنية أو صنع فراغ.

نحن بحاجة إلى إلقاء نظرة على سعة العملة المعدنية

نصف قطر ربع هو 13 ملم

مع قدرة محتملة تبلغ مليار فولت ، تكون تكلفة العملة

الآن ، يمكننا حساب القوة الكهربائية بين العملة المشحونة والماء المشحون ، ولغرض الإيجاز ، دعنا نفترض:

1. تم نقل نصف الشحنة إلى الماء.
2. الجدران وأسفل المسبح بالكامل المعزول و غير قابل للتدمير.
3. وصلت العملة إلى أسفل بمجرد نقل نصف الشحنة.
4. الماء على بعد 1 مم من العملة المعدنية

في هذه الحالة ، تُحسب القوة بين العملة المعدنية والماء بقانون كولوم:

نحن نصل إلى Megajoule هنا.

بالنظر إلى كتلة 10٪ من مياه البركة ، فإن هذه القوة تمنح الماء تسارعًا مؤقتًا من:

الآن ، لرفع الماء 100 متر ، نحتاج إلى طباعة الماء بسرعة 44.3 متر / ثانية

لذا فإن وقت التفاعل بين العملة المعدنية والماء قبل تبديد الطاقة المتبقية مما يجعل:

قال كرازر:
الطاقة المستهلكة في تسخين المياه ، مما يخلق أصوات انفجار عالٍ ، أي تأثير رياح دراماتيكي

وذاك

هذا يفسر

حتى لو كنت ستأخذ في الحسبان تبديد الشحنة ، وتناقص قوة التنافر بين الماء ، وافتراضات صغيرة أخرى هنا ، فهناك الكثير من الطاقة لكل شيء.

هناك الكثير من الطاقة في كل مكان لاستخدامها بالطريقة التي تريدها.

لكني أعتقد أن هذا يفسر بوضوح من أين تأتي الطاقة لرفع الماء.

أيضًا ، إذا أخذت أحداث حلقات لاحقة ، عندما تستخدم عناصر أخرى غير عملة معدنية

مخلب روبوت عملاق وبعد ذلك على روبوت عملاق كامل

يمكنك أن ترى أن كمية الطاقة المخزنة أكبر ، وكذلك القوة التدميرية. هذا منطقي ، لأن سعة هذه العناصر أكبر من سعة العملة المعدنية.

شكراً جزيلاً لـ Wolfram Alpha على الحسابات والصور.

---

المزيد من النظريات:

يمكن للكهرباء أن تستمر في تسريع العملة المعدنية حتى بعد أن تركت "الكمامة".

إذا قامت بشحن العملة المعدنية ، يمكنها توليد شحنة أخرى بنفس العلامة على نفسها بعد أن تترك العملة "الكمامة". لذا ، حتى لو تركت العملة المعدنية بسرعة 1030 م / ث ، يمكنها تسريعها حتى بعد إطلاقها. لكن هذا ليس ضروريًا ، لأن ...

تدور العملة المعدنية وأحد أكثر القوى تدميراً: التوافقيات.

كما نرى من الرسم البياني لويكيبيديا هذا ، بمجرد الوصول إلى الحد الأقصى من الرنين (1: 1) ، يزداد نقل الطاقة بشكل كبير. تناغم الرياح كافية لتدمير الجسر عن طريق تحريكه مثل وتر الكمان. إذا تمكنت من تدوير العملة بحيث يتطابق ترددها تمامًا مع التردد التوافقي للمجمع ، فيمكن نقل طاقة هائلة.

3

• لقد لاحظت للتو أن المياه ستستغرق 9 ثوان لترتفع 100 متر بسرعة 44.3 م / ث. نظرًا لأن الانفجار لا يستغرق سوى عدد قليل من الإطارات ، يمكننا أن نفترض أن وقت التلامس أطول قليلاً من 5 مللي ثانية ، والماء الصاعد يخف / يتبخر بعد الوصول إلى 100 متر
• حسنًا ، المسبح هو مثال واحد فقط ، غالبًا ما نراها تتوقف وتفجر السيارات في الهواء ، وتنتج حرارة كافية لإذابة قضيبين معدنيين متتاليين ، وترك خدش عميق على الأرض التي سارت عليها ، حتى بدون اتصال مباشر. يبدو كما لو أن هناك طاقة أخرى بخلاف السرعة المطلقة للعملة.
• ناهيك أيضًا عن أنه في سلسلة Railgun ، أظهرت أنها تستطيع دفع أشياء أخرى غير العملة المعدنية (أي ذراع روبوت عملاق وقمر صناعي كامل) إلى سرعات مماثلة.

على الرغم من كونها ذاتية ، فقد كان انطباعي القوي منذ البداية أن مكون المقذوف غير مباشر (وربما لا علاقة له بالحدود) لقدرتها.

1. يمكنها أن تنتج كثيرا من الطاقة
2. تذهب الطاقة حيث تذهب القذيفة
3. ومع ذلك ، لم يثبت أن القذيفة يحمل الطاقة

قد يكون المقذوف مجرد منارة أو نوع من المكونات البؤرية ، وربما يكون عنصرًا نفسيًا بحتًا (مع كون التقنية معاكسة لمجرد إطلاق رشقات كهربائية غير متحكم فيها بشكل عشوائي).

أتذكر إطلاقها قذيفة كبيرة في حلقات لاحقة ، ومع ذلك ، قد لا تزال التكهنات أعلاه سارية.

2

• +1 ، هذا تفسير رائع IMO. ربما كان هناك مشهد حيث يجد الناس عملة معدنية لها ، لكني أتذكر أن العديد من عمليات إطلاق مدفعها الكهرومغناطيسي أصبحت بمثابة شعاع ، أفترض أنه يذوب في هذه العملية (إذا بقي أي شيء منها على الإطلاق).
• 1 طريقة للتحقق من ذلك تتمثل في معرفة ما إذا كانت تستخدم أي شيء غير معدني كقذيفة. إذا كانت Railgun الخاصة بها عبارة عن بندقية من طراز Railgun بالمعنى العلمي ، فسيتعين عليها العمل على شيء يمكن تسريعه باستخدام الكهرومغناطيسية ، أي معدن من نوع ما. إذا كان بإمكانها استخدام عناصر غير معدنية ، فهذا ليس مدفع كهرومغناطيسي بالفعل وهذا التفسير سيكون مقنعًا للغاية.

أنا أزعم أن الأمر يتعلق بقضية فيزياء الأنمي بدحض الاحتمالات البديلة التي اقترحتها.

1. أنت محق - إن حمل مثل هذا القدر من الطاقة مثل لحظة القصور الذاتي أمر مستحيل. حتى قوى ميساكا الخارقة بعيدة كل البعد عن السرعات النسبية.
2. لا يمكن تخزين الطاقة على شكل شحنة في العملة المعدنية ، لأنها ستظل تتبدد على أنها "برق".
3. لا يمكن أن تأتي الطاقة من الطاقة الجماعية. إلى جانب الإشعاع القاتل الناتج ، فإن إطلاق طاقة جماعية دون استخدام المادة المضادة يعني إطلاق طاقة نووية. لا يمكن إطلاق الطاقة النووية إلا تحت ضغط شديد (تبدأ التفاعلات النووية في القنابل بضغط اليورانيوم مع انفجار قنبلة أصغر). إذا تمكن شخص ما من العثور على مثال على عثور ميساكا على عملتها المعدنية بعد أن أطلقت عليها ، فسوف يدحض ذلك بوضوح حجة الطاقة الجماعية.

أخيرًا ، أثبت Mythbusters في هذا الفيديو أن عملة تسافر بثلاثة أضعاف سرعة الصوت (حول سرعة الرصاصة) مجرد خدش للخرسانة.

0

من الجدير بالذكر أيضًا (بقدر ما أذكر) أن القوى `` النفسية '' من النوع الذي يمتلكه ميساكا تعتمد بشكل فضفاض على التفسير الخاطئ المزدوج الشائع ، والرائع ، لتجربة فكرية شرويندر: هذا الإدراك يؤثر الواقع ، وبالتالي تغيير الإدراك بالطريقة الصحيحة يجب أن يغير الواقع. (أو شيء من هذا القبيل. كان هناك مناغاة تكنو محيطة ، ولكن يبدو أن هذا هو جوهر ذلك.)

وبالتالي ، فإن التفسير البديل ، وإن كان أقل إثارة للاهتمام ، للتأثيرات غير المتناسبة لمدفعها الكهرومغناطيسي سيكون شيئًا على غرار: تصور ميساكا لمدى قوة المدفع الكهرومغناطيسي الخاطئ ، مما يؤدي إلى آثار مبالغ فيها.

أنتم جميعًا تنسون الحقيقة الأساسية وهي أن قياس 1030 م / ث تم أخذها أثناء إطلاق النار في الماء. إن تأثيرات السحب على العملة التي يتم إطلاقها في الماء أكبر بكثير من تأثيرات السحب أثناء إطلاقها في الهواء. الهواء أقل كثافة بألف مرة من الماء. إذا نفذنا معادلة السحب ، فسنحصل على قوة مقدارها 18466 نيوتن. [18466 = .5 * 1000 كجم / م ^ 3 * (1030 م / ث) ^ 2 * .82 * 0.000042455 م ^ 2]

.82 هو معامل السحب لأسطوانة طويلة مثل عملة أركيد ، و 1000 كجم / م ^ 3 هي كثافة الماء ، و .000042455m ^ 2 هي مساحة المقطع العرضي للعملة التي تم إطلاقها.

إذا أجرينا المعادلة في الاتجاه المعاكس لمعرفة سرعة العملة المعدنية في الهواء ، فسيتبقى لنا سرعة 29428 م / ث.

يبدو الأمر أشبه بمسدس سكة حديد مناسب ، أليس كذلك؟

يحتوي "A Certain Magical Index" على 50 رواية خفيفة و 13 مجلدًا من المانجا وموسمين من الرسوم المتحركة وفيلم وزوجين من ألعاب الفيديو.

يحتوي فيلم "A Certain Scientific Railgun" على روايتين خفيفتين ، و 11 مجلدًا من المانجا ، وموسمين من الرسوم المتحركة ، و OVA ، ولعبة فيديو خاصة به.

في أي من هذه المصادر (التي يمكنني تذكرها ، على أي حال) ، كانت خدعة المدفع الكهرومغناطيسي الخاصة بميساكا تعني ضمنيًا أن تكون أي شيء آخر غير رمز أركيد (وليس عملة معدنية ، وهذا هو سبب كونه حديديًا في البداية) يسافر ثلاثة أضعاف سرعة الصوت.

وهناك خاصية أخرى غريبة لهجوم المدفع الكهرومغناطيسي - توما ، الفتى ذو القبضة المضادة للسحر ، يمكنه الإمساك بها. (كما رأينا في الفصل 7 ، المجلد الأول من مانجا رايلجون.)

نظرًا لأن Touma يمكنه تبديدها ، فهذا يعني أنه لا يزال هناك شيء خارق للطبيعة حول العملة ، حتى أثناء ذوبانها. ستكون هذه الخاصية الخارقة للطبيعة هي السبب وراء امتلاكها لقوة دفع أعلى بكثير مما يجب أن تمتلكه على الزخم وحده.

ليس لدي دليل على نقطتي التالية ، لكنني أعتقد أن المجال المغناطيسي لميساكا يستمر ببساطة في دفع العملة جيدًا بعد أن تغادر يدها. هذا من شأنه أن يفسر كلا الشذوذ بشكل جيد.

دعونا لا ننسى في الحلقة أنها صنعت ذراع الروبوت الذي فعلته لأن الشخص كان جالسًا خارج نطاق عملاتها المعدنية. في نهاية الحزمة ، لم يتبقَّ أي عملة معدنية. أوضحت وهي تسد ذراعها وتقبض عليه وتطلقه أن هناك سببًا لاستخدامها العملات المعدنية في العادة.

أظن أن العديد من العوامل تتضافر لتساهم في قدرتها التدميرية بما في ذلك حالة بدس المحددة لها ، والتسارع المستمر ، والقصور الذاتي ، والدوران ، وموجة الصدمة فوق الصوتية ، والتحويل المحتمل للمادة إلى بلازما.

تذكر أيضًا أنها ربما تحول الطاقة لمحاربة الارتداد والجوانب المدمرة الأخرى لإطلاق المدفع الكهرومغناطيسي. هذا التدريع كافٍ لوقف الانفجارات النووية المتعددة الموجهة القادرة على الذوبان السريع في الخرسانة والصلب على الرغم من استنفاد ميساكا في ذلك الوقت. أنا متأكد من أن هذه قد تكون طاقة كافية تسبب تسارعًا ثانويًا.

إنها حالة من فيزياء الرسوم المتحركة حيث ألمحت الملصقات الأخرى إلى فيزياء الأنيمي ولكن ليس متوسطها ، فقد قيل في أجزاء معينة من المانجا ومؤشر السلسلة الشقيقة أن طريقة عمل قوى esper هي من خلال التلاعب في مجال تزييف الواقع لتناسب أسلوب قوتهم. لذلك فإن المدفع الكهرومغناطيسي الخاص بـ Misaka يعمل لأنه يحتوي على حقيقة كافية تزييف الطاقة والرياضيات وراءها

1

• سيكون من الرائع أن تستشهد بالفصل المحدد الذي ورد فيه ذلك.