科学探索菌
子弹正上方射出后,有一部分能量被空气阻力消耗了,落下来后的危险程度取决于这部分消耗能量究竟有多大。下面我们一起分析一下。
1、子弹的受力
子弹在发射出枪口的瞬间,就获得了初速度。此后,子弹不再受到火药推力的作用,而仅仅是重力和空气阻力。在上升阶段,空气阻力向下,与重力一起,减缓子弹的上升速度。当子弹到达最高点后,受重力作用开始下降,此时空气阻力向上,阻碍子弹下降。
空气阻力与速度的平方成正比,速度越快,阻力越大。因此,在子弹发射的瞬间,空气阻力由0开始急剧增加,达到最大值。随后,随着上升速度的降低,阻力减小,最高点时阻力为零。下降过程中,速度不断增加,阻力也在增加,到达发射点位置时,返程的阻力达到最大值。但是由于阻力对能量的消耗,返程的速度没有达到发射速度,返程阻力小于发射阻力。
2、子弹的能量估算
以51式手枪为例,其子弹口径7.62mm,重约10g,发射速度约420m/s。因此,其初始状态动能约882J,这么大的能量可将1kg重的物体提升88.2m。假如忽略空气阻力,那么子弹可以升到8820m的高度,都快要打到客机了。
实际上子弹不可能达到那么高,因为空气阻力会消耗掉很大一部分能量。空气阻力表达式如下。其中,C是阻力系数,与形状等有关,ρ是空气密度,s是迎风面积,v是速度。
针对7.62mm的子弹,迎风面积约45.6mm2,空气密度取1.29kg/m3。阻力系数与形状有关,流线型的阻力最小。假设该手枪子弹为尖头,其阻力系数约0.5。那么发射时,最大阻力有2.59N,而子弹的重力约0.1N,阻力是重力的26倍。
子弹在运动过程中,速度不断减小,阻力也随之减小,合外力减小,因此子弹的加速度也在减小。我们假设加速度的减小是线性的,这样方便计算。最大加速度发生在子弹发射的瞬间,根据牛二定律可得,最大加速度有26.9m/s2。最高点加速度为10m/s2,那么上
升过程的平均加速度为18.45m/s2,方向向下。下降阶段,由于阻力向上,平均加速度小于18.45m/s2。由于加速度实时在变,很难精确计算。从而很难准确计算高度,及消耗的能量。通过查阅资料,子弹上升的最大高度约1200m,势能约120J,那么阻力消耗762J。可见,绝大部分能量都被空气阻力消耗了。
下降阶段,重力作正功,从1200m的高空落下,若无阻力,到达地面速度有155m/s。由于阻力的存在,末状态速度肯定低于155m/s。此时,总能量120J,假如与上升阶段一样,阻力消耗86%的能量,那么落地后的速度为75m/s。
实验表明,速度超过61m/s,即可穿透皮肤。因此,该子弹落地后,可以轻易的对人体造成杀伤力。
3、总结
由于空气阻力的大小随速度一直在发生变化,所以很难直接计算出阻力究竟消耗了多少能量。因此,在计算中,根据实际情况,作了很多假设,
最后发现子弹落地后的速度仍然有75m/s的大小,可以轻易的穿透人体皮肤。力学Nerd王小胖
朝天开枪,子弹掉下来是可以砸死人的,是死是伤,全靠运气。
在非洲、中东和南亚一些动荡国家,枪支泛滥,许多人喜欢朝天鸣枪以示庆祝,跟咱们过节喜欢放鞭炮一样,就为了听个响儿。不一样的是,向天鸣枪年年都打死许多无辜的人。
(乌克兰士兵鸣枪庆祝)
不仅在不发达国家,即使是在美国,也不时会有被从天而降的流弹击伤的事情发生。这不,2017年元旦,40岁的德克萨斯州民主党众议院议员阿曼多·马丁内斯(Armando Martinez)刚走出他农场的家门,就觉得脑袋被铁锤狠狠地砸了一下。当马丁内斯被送到医院后,医生发现一颗.22口径的子弹嵌进了他的颅骨。幸运的是,这枚子弹刺破了他的头骨,刚刚抵住大脑的顶层硬脑膜就停住,否则这个议员就报废了。
(阿曼多·马丁内斯众议员在康复后接受CNN专访画面)
马丁内斯并不是第一个流弹的受害者,据美国疾病控制和预防中心2004年的一项统计发现,当年新年前夜和元旦当天,为了庆祝新年而向天发射的子弹造成1人死亡、19人受伤。36%的受害者被击中头部,26%的人被打到脚,16%的人肩膀受伤。
而在伊拉克,2003年当萨达姆侯赛因的儿子乌代和库赛被打死后,至少有20个无辜者在伊拉克人朝天鸣放的庆祝枪声中遇害。
(狂野的大妈)
为什么子弹从天上掉下来还有杀伤力?
这不是一个简单的问题
一般来说,子弹的发射距离与药筒中的火药成分及数量相关、与子弹头的大小及形状有关,也与发射子弹的枪支有关系。发射药会给子弹一个向前的动能,当子弹飞出枪膛,它会受到强大的空气阻力和地球的引力影响,风也可以将它吹偏,狙击手们很在意风的大小。
子弹向天空发射,可以打到很高的高度。你很难通过单纯公式准确地计算子弹的弹道,因为空气阻力的影响因素很多,比如温度、湿度、海拨高度以及气压变化等等,弹道专家们通常会结合大量的实弹射击来得出结论,下表就是一些常见子弹垂直飞行高度的统计:
从这张表我们可以看出,击中马丁内斯的子弹最高能飞到1179米,北约7.62毫米步枪弹要高出一倍,达到2400米,而斯普林菲尔德0.30-06步枪弹的最大高度居然达到3080米!这简直可以用来打飞机。
(各种型号的长枪子弹)
弹道专家通常不会研究子弹垂直向上飞行的情况,因为它不会在战斗中用到,因此我们能得到的数据很少。
一般来说,子弹在向上飞行的过程中是相对稳定的,因为弹头在出膛之后会沿着轴线自转,自转的角动量可以使子弹像个陀螺一样保持尖端向前,这有助于减少空气阻力,从而获得更大的速度。
当子弹上升到垂直弹道的顶点时,动能转变为势能,子弹开始在地球引力的作用下自由落体。它的速度会越来越快。但这时候子弹不再自转了,它开始无规律地翻滚,因此子弹受到的空气阻力很难用公式准确计算出来。要想知道它最终的落地速度,还是需要实弹射击。
美国一个弹道专家在在佛罗里达州的一个靶场进行了实验,他用各种武器向天空垂直射击。结果是当一枚标准的.30口径子弹垂直向上发射后,它会在18秒内升至2743.2米的高度,从这个高度落回地面的时间是31秒。在最后几百米内,这枚子弹的速度“几乎恒定”在91.4米/秒,这足以杀死一名成年人。
(北约7.62mm子弹和弹头,箭头所指是弹头在枪管膛线的擦痕,膛线使子弹像陀螺一样旋转从而保持稳定飞行)
斜向发射的子弹拥有强大杀伤力
庆祝者发射子弹通常是随机地朝天乱打,他们不会去小心地计算弹道,事实上即便是他们知道乱飞的子弹有危险,就更不会刻意保持枪口的垂直,因为那样会大概率击中自己。
而向斜前方发射的子弹在到达最高点后并不会停止,它们会沿一条抛物线前进,因此当子弹下落时,它的尖端大概率是向下的,空气对它的阻力更低,这将造成更大的杀伤。
(70度角发射的曲线弹道)
第一次世界大战时,协约国与轴心国混战,德国的重机枪手就利用这种曲线弹道的原理大量杀伤协约国士兵。他们将多挺重机枪枪口以很大的仰角向上发射,子弹像雨点一样落在对方的战壕里,即便是匍匐在地的士兵也难逃从天而降的弹雨袭击,他们中的许多人还没来得及发起冲锋就提前去见了上帝。
(机枪手并不是打飞机,而是打躲在对面战壕里的人)
马丁内斯众议员伤愈回到德克萨斯州后,他一直试图通过立法阻止那些动不动就对天放枪的人,避免自己的悲剧在其他无辜者身上重演,遗憾的是到目前为止他还没有成功。
老粥科普
朝天开枪子弹落下来当然危险了。
不过,这个行为是有些国家有些民族的一个庆祝行为。
遇到高兴的事情,大家很喜欢朝着天空集火射击一番以增添喜庆气氛。
比如在阿拉伯地区,有的时候看到一群白袍子举起AK在哪里突突,其实并不是恐怖袭击,而是某个阿拉伯家族的婚礼,族人在开枪弄出点动静好热闹热闹。
当然了,这种漫天弹幕一样的射击往往就会带来意外伤亡。
子弹是会打到无辜的人的头顶上的。
一般的人想像子弹都自由落体下落了就应该没有多大的杀伤力,但是要注意的是子弹从高处下落还是有自由落体加速度的。
大体可以这样理解,子弹离开枪口的动能 - 上升时空气阻力消耗的能量= 子弹最高点的势能,子弹的最高点势能 - 下落时空气阻力消耗的能量 = 击中无辜行人的动能。
同时这里还有一个概念,如果是垂直开枪垂直下落的话,那么子弹的伤害会稍微小一些。但如果是倾斜开枪(大部分情况)的话,则子弹的动能往往没有真正的被空气阻力所完全抵消,很可能造成致命伤害。
军武数据库
朝天鸣枪作为很多国家军队的传统,一直以来都大部分人都只能在电视中看到,但细心观察就会发现鸣枪时枪口其实是朝向斜上方而不是正上方,这么做的原因就是为了避免子弹动能消耗完毕后的自由落体冲击给地面上的人造成伤害。
不论是铜质子弹还是钢制子弹,这些形状特殊的金属物设计设计之初就是为了更好的钻进人体内,如今小口径步枪子弹重量在10克左右,而反器材狙击步枪的子弹重量达到了惊人的30克,不过考虑到各国鸣枪都采用普通步枪,因此我们只考虑步枪子弹自由落体的危害。
在现代小口径步枪出膛速度600到800m/s的情况下,朝天鸣枪后的子弹在上升过程中受到空气阻力和速度的平方呈现正比例关系,且在地球引力的影响下子弹的速度是会越来越慢的。
国外科学家曾经将红外线探测器瞄准子弹对其进行了全程追踪,最终这颗初速650m/s的子弹在向上飞行13秒后才到达了1100米的最大高度,而后便开始在引力作用下开始自由落体运动,最终接触到地面时的速度为95m/s
还有一个国外兴趣小组采用手枪子弹朝天鸣枪且使用猪头来测试自由落体的危害,观测到的数据表明该手枪子弹在最后落向猪头时的速度为45m/s,连猪皮都没有刺穿。
朝天鸣枪后下落的子弹毫无疑问是具有一定危险性的,尽管一系列的科学实验表明子弹在45m/
s到65m/s的情况下才会刺穿皮肤给人造成伤害,但考虑到实际情况中不断变化着的风速和湿度甚至是海拔高度,子弹的终端速度和实验中的速度可能并不相符,造成的伤害也不尽相同。
除了到达的高度和一系列天气原因以外,子弹下落时的运动状态也是决定其危害的重要原因,一颗5.56毫米口径的子弹在达到1179米的最高高度后如果是翻滚着下落那么速度则只有43m/s,如果是底部朝下的话为60m/s,而如果是顶部的尖头向下的话子弹的流体力学优势就会得到最大的发挥,下坠速度将达到70m/s以上。
通过以上数据可知高空坠落的子弹并不一定能取人性命,不过受伤是肯定的,而如果是大口径子弹且砸中要害部位的话是很有可能危及生命甚至当场死亡的。
2016年时南京翠屏山附近小区的一位推着婴儿车的年轻妈妈在散步途中被流弹击中腰部,事后警方调查确认该子弹来自于临近的露天靶场,系学员脱靶所致,然后靶场就被关停了,然而如果当时那颗流弹再向下偏移几厘米的话被击中的就是婴儿车里的孩子了。
目前大多数朝天鸣枪的活动都采用只有弹壳和底火且装药量少的空包弹来进行,为的就是尽量避免流弹伤人事件发生,但我们在遇到类似活动时还是不要靠太近为好。
宇宙探索未解之迷
答:子弹弹头是金属制成,手枪和步枪的弹头一般重10克左右,向天上开枪后坠落下来,还会保持很高的速度,击中人体也会造成很大的伤害,这叫做流弹伤人。
子弹出膛时速度是很高的,步枪的出膛速度高达600~800m/s,当子弹上升到最大高度时水平速度降为零,然后在重力作用下坠落,受空气阻力的影响,子弹的速度并不会一直增加。
由流体力学知识可知,子弹所受空气阻力,大致和速度的平方成正比,当阻力和重力相等时,就达到了最大下落速度。
子弹所受阻力与速度的关系,和子弹的形状、空气密度、湿度等等有关系,是一个非常复杂的多元函数,所以理论计算子弹的最终速度是很难的。
好在科学家实际做了实验,用步枪朝着天空垂直开枪,然后使用红外线探测器,对子弹进行全程追踪,测量得到的数据如下:
1、子弹出膛速度为650米/秒;
2、子弹在13秒时,达到了最大高度1100米;
3、子弹在43秒时,落回地面,落地速度为95米/秒;
这么高的落地速度,如果直接击中人体,肯定是非常危险的,如果击中人的要害,甚至致命也是有可能的;实际上,历史上也发生过数次流弹伤人的事件。
比如在2016年,澎湃新闻就报道了一篇流弹伤人的事件,说江苏南京的一对夫妻推着婴儿车在小区散步,然后被一颗子弹击中;经查实,该子弹是旁边某大学的靶场距离小区太近,学员射击时脱靶,导致流弹落入小区所致。
考虑这样的危险,国家重要仪式的仪仗队,都是使用空包弹,就是为了防止流弹伤人。
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艾伯史密斯
朝天开枪,子弹落下的角度如果是“恰好”的,危险性还是很大的,尤其是子弹周边的“吃瓜群众”受到伤害的几率还是比较高的,甚至是致命的。
如果垂直朝天开枪,危险系数相对比较低,毕竟子弹的动能和质量没有正面角度射出的那么大,造成伤害的几率会降低,但是,如果是口径较大的子弹(7mm以上的子弹)依然可能致命。
此前,据美国军方的一个实验数据表明,步枪子弹的单头垂直发射的速度超过2600FPS,18秒左右达到顶点,子弹自身的动能加上地球重力共计花了约30秒落回地面,终端速度在280-300FPS。
子弹的运动速度超过每秒76米的速度可致命,每秒76米折合约211FPS,据以上实验数据可得,朝天开枪,子弹落回地面的速度大于每秒76米,也是非常危险的。
墨墨观察
如果朝天开枪,子弹去了哪里?飞出去的子弹是不是还有杀伤力?让我来为你解答这个问题。
首先说,如果垂直向上开枪,那么在不考虑横向吹过来的风的影响,那么子弹一定会掉落回原处。如下图所示,就是这种被称为“竖直上抛运动”的示意图。子弹在向上飞的过程中,因为空气阻力和重力作用不断减速,直到速度为零,然后再开始在重力作用下垂直下落。
但是,由于向下落的过程中,随着速度的增大,空气阻力也逐渐增大,直到与重力相等,再之后子弹的速度就保持恒定了——这就是子弹的最大速度。
在上述过程中,空气阻力耗费掉了绝大部分子弹的动能,所以相对来说不是那么危险。
有其他的答主给出了数据:子弹垂直发射的出膛速度是650米每秒,但是最终下落的时候速度只有90米每秒了,虽然说速度依然很快,对于人来说仍然有很大的危险,但是这个时候子弹的动能已经下降了98%,危险已经大大降低了。
真正危险的是枪口斜向上射击,甚至于军事上专门会通过这种方式杀伤敌人。
如果有熟悉军事的朋友就会知道军事上有一个概念叫做“超越射击”,简单来说就是阵地上的机枪手并不是把枪端平射击,而是斜向上射击,最大角度甚至于可以达到45度。【如下图所示】
因为枪口几乎还是保持平射,所以飞行距离短、空气阻力影响的效果小,子弹下落的时候依然保持较高的速度、具有较大的杀伤力。
同时,由于枪口与水平面之间有一定的夹角,所以子弹可以打出来一条抛物线,这样在后方掩护队友冲锋的重机枪可以一方面可以避开前方正在冲锋的队友,另一方面可以避开敌人的战壕和障碍物,直接打到躲在后面的敌人。所以这种战术被广泛应用于战场上【如下图所示】。
总结一下,朝天开枪的时候,子弹下落下来依然具有较高的杀伤力,甚至于战场上就有专门的战术来“朝天开枪”,实现杀伤敌人、掩护队友的目的。
航小北的日常科普
危险!
我们看看新闻!
警察开枪制服持刀砍人醉汉 围观群众被流弹射伤
根据南方都市报报道:2015年9月20日下午,深圳宝安石岩麻布新村一巷子内,一名醉酒男子持刀砍人。鸣枪示警无效,醉汉被民警开枪击伤制服。住在十巷某栋的王小姐则称,枪响时,自己跟一些街坊躲在了小巷内,“一名酒鬼从三轮车中拿出铁皮长刀砍人,其中一个警察朝天开枪后,又开了几枪,(民警)边跑边开枪。”王小姐称,有辆车的后备箱还被子弹打穿了。
另一名受伤居民为女性,目前正在石岩人民医院治疗。其儿子表示,母亲是背部靠近腰部的地方受到流弹擦伤,“当时母亲正走回家,后感觉到腰部麻麻的,1个小时内就肿了起来,2个小时候腰部后侧就发黑。”
这是从网上摘取的一段新闻。
很明显,子弹飞上了天空,等到子弹的动能用完了,那么就肯定会下滑下来的。因为子弹这么一点动能是不可能飞出大气层的。
子弹头本身是金属的,如果从足够的高度下滑,就会具有很大的动能。动能足够大,对财产和人生安全是会有影响的。
从新闻可以看到:警察开枪示警之后,流弹擦伤了附近的群众,还有一辆车。车都能被打出一个洞来,那么动能肯定不小。
但是,这也是没有办法,因为警察也是为了保护大家的安全。
所以,遇到危险的情况,大家尽可能的避开,甚至不要围观。专业的事情要让专业的人来办,直接报警就好了。
我们也不要围观,因为如果开枪的话,即使是对天开枪,但还是对有一定的危险性的。
太平洋电脑网
就在这个月,最高人民法院已经把“高空抛物”这一行为入刑了,从情节的严重性来看,“高空抛物”最高可以按故意杀人罪论处(所以住在高楼层的朋友要注意啦,千万不能往楼下丢东西,搞不好就被判个“谋杀未遂”了),不过我们平时所说的“高空抛物”其高度也不过从十几层楼至几十层楼不等,而朝天上射击的子弹呢?弹丸具体能打多高我不清楚,但是根据子弹类型的不同,这个高度应该是在几百米至数千米之间,弹丸的质量也是从几克至几十克不等。所以,从千米高空落下来的弹丸,其危险程度,绝对不会比日常的“高空抛物”还要低,毕竟从高楼上丢个易拉罐都是可以砸伤人的。
▲“高空抛物”入刑
关于天上掉落的子弹的危害,wikipedia上有这样一段话,我直接截图,如下所示,根据某个枪械专家在上个世纪20年代对空中掉落的子弹的研究,口径为0.3英寸(即7.62毫米)步枪弹弹丸落地时的终端速度可以达到每秒90米,而速度在61米/秒~100米/秒之间的子弹就已经可以穿透人体的皮肤了。所以,这从天上掉下来的子弹,能不能砸死人不好说,但是使人受伤还是可以做到的。
然后,如果想要进一步了解“高空掉落的子弹究竟危不危险”这个问题的话,建议大家去看《流言终结者》,现在在B站还能找到相关的视频,里面有提到,30-60步枪弹和9毫米手枪弹从高空下落时的终端速度都大概是100英里/秒,即44.7米/秒,接着节目组拿来猪头做实验,结果是手枪弹没有破防,而步枪弹则是刚好穿透了猪皮。但是
因此,天上掉落的子弹杀伤力如何具体还跟你开枪的角度有关,垂直角度开枪,垂直落地的子弹(不一定是弹尖落地),理论上是不致命的,而倾斜着开枪的话,弹丸会稳定旋转,弹道相对稳定,并且此时是弹尖落地的,所以杀伤力会更大。
哨兵ZH
朝天开枪,子弹最终当然会回到地面上来,至于能不能伤人,那还得看是什么型号的枪支以及什么型号的子弹了。
如果垂直向上开枪,那么子弹出膛之后首先做的就是竖直上拋运动,一般说来,小型步枪子弹的出膛速度达到了600-800m/s,而在重力、空气阻力等影响下,子弹的速度会越来越小,空气阻力近似与子弹速度的二次方成正比,那么随着高度的增加,子弹的速度会越来越小,加速度的绝对值也会越来越小,直到速度为零的那一刻抵达最高点,加速度即为重力加速度。
随后子弹做自由落体运动,不过空气阻力依旧存在,而且空气阻力是不可以忽略的一个重大影响,随着子弹不断下落,子弹的速度会越来越大,加速度会越来越小,这里有可能出现几种情况,一种是子弹一直加速,直到落回地面,一种是子弹先加速,然后做匀速运动。因为子弹的飞行会受到很多因素的影响,比如温度、空气湿度、风速,所以要精确计算子弹的飞行曲线并不是一件可行的事。所以有人就想到了用实验的方法来验证子弹落地的速度有多大。
有一国外专家团队做过一个实验,得出了这样一个结论,那就是用步枪朝天射击,子弹出膛的时候速度为650m/s,随后子弹不断上升,直到13s的时候抵达最高点,也就是离地1100米的高度处,最终子弹又用了30秒的时间返回地面,落地时的速度为95米每秒。这是一个很快的速度了,子弹少说也有20g的重量,让其从5米高的地方自由落体,砸在脑袋上也是有点疼,而这个速度不过才10m/s罢了,很难想象如果速度增大为10倍的话,那么其具有的动能就增大了100倍,恐怕这个速度足以要了人的命吧。