[姆咪] 陆小孩炸人孔盖

楼主: takashi01 (废文小王子)   2025-01-29 20:19:25
要计算炸药的爆发力,我们可以透过基本的物理定律来估算爆炸的能量输出。这里的关键是
将爆炸视为将人孔盖与小女孩一起抛出的瞬间作用力,并透过运动学与能量公式来分析。
1. 定义已知条件
‧ 人孔盖直径:1 m(假设为圆盘)
‧ 小女孩体重:25 kg
‧ 总时间(上升+下降):4 秒
‧ 地球重力加速度: g = 9.81 \, m/s^2
2. 估算飞行的最高高度
当爆炸发生时,产生的能量将物体抛射至空中,飞行的总时间为 4 秒,因此:
1. 由于抛射为对称运动,上升时间 t_up = 4/2 = 2 秒。
2. 使用自由落体运动公式来求最高高度:
v_f = v_i - g t
最高点速度 v_f = 0 ,因此:
0 = v_i - 9.81 \times 2
解得:
v_i = 19.62 \text{ m/s}
使用运动学公式计算上升高度:
h = \frac{v_i^2}{2g} = \frac{(19.62)^2}{2 \times 9.81} = 19.62 \text{ m}
3. 计算最小爆炸能量
爆炸的能量最少需要提供物体上升到 19.62 m 的重力位能:
E = mgh
由于人孔盖的质量未知,假设其材质为铸铁,密度约 7200 kg/m3 ,厚度取 5 cm (0.05 m)
,则质量为:
m_{盖} = \text{密度} \times \text{体积} = 7200 \times (\pi \times (0.5)^2 \times
0.05)
= 7200 \times (3.1416 \times 0.25 \times 0.05) = 282.74 kg
总质量:
m_{\text{total}} = 282.74 + 25 = 307.74 kg
E = 307.74 \times 9.81 \times 19.62
= 59099.8 \text{ Joules} \approx 59 \text{ kJ}
4. 对应 TNT 当量
TNT 的爆炸能量密度约为 4.184 MJ/kg,则:
\text{所需炸药质量} = \frac{59 \text{ kJ}}{4184 \text{ kJ/kg}} = 0.014 \text{ kg
} = 14 \text{ g}
结论
最小炸药当量约为 14 克 TNT,但这是假设能量完全传递的理想状况。实际爆炸会有能量损
失,因此可能需要 数倍以上的炸药 才能达到此效果。

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