наивный вопрос

ситуация в российском боевике "непобедимый"
главный герой - российский суперагент - имеет мульку - бронированный кейс
по сюжету он именно этим кейсом прикрывается от пуль, выпущенных по нему как из ручного стрелкового, так и из автоматического оружия
дистанция - от 6 до 15 метров
собственно вопрос - ему случайно не должно в момент прихода пули в щит руки переломать, да и его самого отбрасывать слегка?

Originally posted by Niza:
ситуация в российском боевике "непобедимый"
главный герой - российский суперагент - имеет мульку - бронированный кейс
по сюжету он именно этим кейсом прикрывается от пуль, выпущенных по нему как из ручного стрелкового, так и из автоматического оружия
дистанция - от 6 до 15 метров
собственно вопрос - ему случайно не должно в момент прихода пули в щит руки переломать, да и его самого отбрасывать слегка?

Низа Михайловна, Вы непоследовательны. Если физику в школе не учили, то почему теперь вдруг Вам стали интересны такие пустяки? А если учили, то ответ знаете сами: нет, не должно - при определённых условиях.

Originally posted by Niza:

по сюжету

Угу, а если вспомним "Последний бронепоезд", так там чел в доспехах средневековья от винтовочных пуль спасся
Кине оно и в Африке кине

------
С уважением.

Originally posted by Niza:

руки переломать, да и его самого отбрасывать слегка?

При попаданиях в 2-3 кг бронещиток он даже не падает. Тут не только E=mv2, но и импульс, т.е. энерция покоя.

Док

2mihasic
физику не учила - признаюсь
но здорового скептицизма меня это не лишило

techcomfort
Dr. Watson

спасибо
в формулах совершенно не разбираюсь.. .
по мне не стреляли, только - я.. .

Originally posted by Niza:
2mihasic
физику не учила - признаюсь
но здорового скептицизма меня это не лишило

Ну так давайте с позиций здорового скептицизма. Когда супостат стреляет в нашего - он ведь в том же самом положении, только наоборот: он держит в руках некую железяку из которой в нашего вылетает пуля. Супостат испытывает отдачу, но это для него, супостата, несмертельно. Ну и наш в такой же ситуации. Когда он своим суперкейсом ловит пулю, то не может получить удар сильнее, чем та отдача, которую уже вполне безопасно пережил его обидчик, ведь кейс, скорее всего, массивнее супостатского оружия. Так что всё в порядке, жизнь и здоровье героя в безопасности.
Неужели Вы смотрите такую чушь?

mihasic
хм
а я думала, отдача гасится...

если не посмотреть - не узнаешь, что это чушь, не правда ли?
с ляпами в личном номере я разобралась самостоятельно, только насчет тормозных контуров у бтр-80 пришлось уточняться, а тут - мне хотелось, чтобы кто-то грамотно и доступно посчитал и обосновал.. .

Originally posted by Niza:
а тут - мне хотелось, чтобы кто-то грамотно и доступно посчитал и обосновал...

Ну так а что ж Вы молчали? Сейчас устроим - и грамотно, и доступно.
Начнём с того, что не Вы одна, а многие видят тут парадокс: как же так, пуля рельсу пробивает, а каким-то там чемоданчиком от неё можно защититься и даже рук себе не переломать? Так вот, парадокс этот кажущийся.
Начнём с азов, Вы не возражаете?
Давным-давно, в 1687 году сэр Исаак Ньютон выпустил свой труд "Математические начала натуральной философии" в котором, среди прочего, утверждал, что F=ma. Формулировка оказалась настолько удачной и точной, что последующие двести лет вся механика только на ней и основывалась. Формула работала всегда, во всех наблюдаемых ситуациях, несмотря на бесчисленные попытки её опровергнуть. В словесном выражении она звучит так: сила равна произведению массы на ускорение. Тут, Низа Михайловна, я позволю себе некое жульничество, безободного впрочем, характера: я выведу закон сохранения импульса из второго начала Ньютона. Вывод вполне строг, а жульничество заключается всего лишь в том, что закон сохранения импульса - положение на самом деле более общее и фундаментальное, чем второе начало Ньютона, так что приличнее было бы поступать наоборот: выводить второе начало из сохранения импульса, но мы уж последуем школьным путём. Итак, берём формулу сэра Исаака и пытаемся применить её к нашей ситуации, к столкновению пули с чемоданчиком. Ясно что за время столкновения каждый из наших двух объектов испытывает действие силы со стороны другого объекта, и даже закоренелые двоечники знакомы с ещё одной формулировкой из "Математических начал... ": действие равно противодействию. То есть сила, действующая на один объект, равна по величине и противоположна по направлению силе, действующей на другой объект. Большие буквы будут относиться к чемодану (он большой), а маленькие - к пуле. F = MA; -F = ma; эти два соотношения выполняются в любой момент времени столкновения. А теперь давайте, поскольку мы незнакомы с дифференциальным счислением, умножим каждую часть каждой формулы на небольшой интервал (да что там, на микроскопический по сравнению со временем столкновения интервал) dt.
Fdt = MAdt; -Fdt = madt;
Откуда, приравняв правые части формул с соответствующим знаком получаем MAdt = - madt; Тут мы вспоминаем, что adt - ускорение на временной интервал - это и есть изменение скорости, т.е. MdV = - mdV. Или, d(MV) = -d(mv).
Зачем мне потребовалась такая искусственная, на первый взгляд, формулировка? Затем, что именно она выражает один из наиболее фундаментальных законов природы, закон сохранения импульса, выполняющийся и в классическом, и в релятивистском, и в квантовом подходе. Вот эта самая величина - произведение массы тела на его скорость - и называется импульсом. Таким образом, закон сохранения импульса утверждает - и никто до сих пор не сумел это опровергнуть - что импульс замкнутой системы (то есть сумма импульсов её частей) - величина постоянная.
А теперь, когда мы так усовершенствовались в физике, случай с чемоданчиком для нас - как кому другому плюнуть. Перед столкновением скорость чемоданчика нулевая, а пуля шлёпается со скоростью v. Суммарный импульс системы - просто mv, то есть просто импульс пули, т.к. у чемодана импульс нулевой. А после столкновения? Да какие проблемы, вот, тот же самый - мы-то знаем, что импульс замкнутой системы сохраняется во всех видах взаимодействий. Но разделён между объектами он уже по-другому. А как? А вот так:
mv(до удара) = MV(после удара) + mv(после удара);

Что будет с пулей после удара? Она потеряет свою высокую скорость. То ли отскочит, то ли застрянет в чемодане. Хотя это и несущественно, давайте для простоты считать, что застрянет. Тогда скорости пули и чемодана после удара равны.

mv(до удара) = (M + m)v(после удара);

То есть v(после удара) = v(до удара) * m/(M+m);

Скорость после удара (и чемодана, и пули) равна скорсти пули до удара, умноженной на отношение масс пули и чемодана (я упростил формулу, т.к. сумма (M+m) практически равна просто M.

Пусть масса пули (из чего они там стреляют?) 9,72г (винтовка) скорость пусть 800м/с, масса чемодана пусть 5кг. От удара чемодан получит скорость всего полтора метра в секунду - это скорость пешехода, вполне можно удержать.

А всё-таки, как же пуля убивает, если ситуация настолько безобидна? Так убивает не импульс, а энергия пули, а тут уже будут совсем другие соотношения. В нашем случае, случае с чемоданом, огромная энергия пули пойдёт на её собственное разрушение, то есть убийство всё-таки произойдёт - но это будет самоубйство пули.

Часть энергии пули будет гаситься еще и на смещение-деформацию-разрушение слоев кевларовой подложки.

Док

Originally posted by mihasic:

не может получить удар сильнее, чем та отдача, которую уже вполне безопасно пережил его обидчик

Я вот тоже физику плохо учил, но в моем понимании, пуля по стволу (нарезному) разгоняется, и достигает своей пиковой скорости в 3м от среза ствола, и через 16м она достигает цели на совершенно другой скорости чем в патроннике "супостата". Еще я помню калькулятор отдачи например в моем случае это 25дж а вот чел с чумаданчиком получит 3000дж. Удачи ему!

------
С уважением.

Originally posted by techcomfort:

Я вот тоже физику плохо учил, ....
Еще я помню калькулятор отдачи например в моем случае это 25дж а вот чел с чумаданчиком получит 3000дж. Удачи ему!

Чушь нести изволите, и это тем прискорбнее, что, как разумный человек, могли бы и воздержаться, зная, что в предмете не разбираетесь. Человек с чемоданчиком получит примерно 5,5 джоулей - с моими цифрами. А с Вашими он НЕ МОЖЕТ ПОЛУЧИТЬ БОЛЬШЕ ОТДАЧИ, ТОЛЬКО МЕНЬШЕ. Так что джоулей 10-20 - потеря пулей энергии в полёте плюс чемоданчик тяжелее оружия. Если жертва нападения поигрывает в футбол, то мячом он получал сильнее.

Originally posted by Dr. Watson:
Часть энергии пули будет гаситься еще и на смещение-деформацию-разрушение слоев кевларовой подложки.

Док

А вот это как раз абсолютно не важно. Важно только то, что скорость пули с очень высокой упадёт до практически нулевого значения, пренебрежимо малого по сравнению с начальной величиной. А уж куда уйдёт энергия - полностью на разрушение пули или ещё и на частичное разрушение чемодана - фиолетово, это ничего не меняет.

Originally posted by mihasic:

Чушь нести изволите,

С чумаданчиком не желаете побегать?
Замолкаю, замолкаю....

------
С уважением.

кажется, я удовлетворена
спасибо всем

но все-таки попробую провести серию экспериментов на полигоне))

p.s. ко мне можно обращаться без отчества
это - дань уважения человеку, у которонго я повзаимствовала имя и фамилию

Прошу извинения, в моём предыдущем посте опечатка, я исправил: не 55, а 5,5 джоулей.

С чумаданчиком не желаете побегать?

Так ведь бегал. Я кончал физтех, а все физтехи на первом курсе проходят одну из самых любимых лабораторных работ - баллистический маятник. Так что всё изложенное многократно проверено на практике поколениями первокурсников физтеха.

но все-таки попробую провести серию экспериментов на полигоне

Конечно, надо проверить. Зачем отказывать себе в удовольствии пострелять - тут все предлоги хороши.

mihasic

ну, из длинный стволов - это только огорчаться
то ли массы не хватает, то ли точка равновесия в другом месте - но меня безобразно _задирает_
и ничего с этим сделать не получается...
так что 7,62 не будет

так что 7,62 не будет

Ну и правильно. Можно быть патриотом, можно питаться одной квашеной капустой, запивая самогоном, но надо признать очевидное: отечественные калибры задушены отечественным же государством, напрочь задушены, они никогда уже не воскреснут, они мертвы.
Так что возьмите лучше 300WM.

mihasic
насмешили)
я не совсем то имела в виду
мне стрелять из длинных стволов - только позориться
охотничье как-то не поняла, а из всего испробованного - как ни странно - идеальная машинка для меня - макаров
так что капуста тут ни при чем

Господа спецы по балистике. При всех физико-математических выкладках становится очевидно, что легкая малоэнергичная пуля типа 5,45 ну никак из себя не может сильно повредить без внедрения в ткани.
Однако, мне вот теперь совсем непонятно, почему бойцу попала по "Сфере-С" пулька от 5.45, причем не проникающее, а касательно по самой сфере, а боец попал в госпиталь с сотресением мозга средней тяжести.
Вроде как по теори импульсов и прочих распределений масс\энегий такого быть не должно. Сама сфера весит немало, а в ней унутри еще и откормленно-накачанная голова контрактника, общим весом за 110 кг без экипировки.
По идее, попади пуля все своей массой и энергиейй в гирьку весом килограмм 16 - гиька бы только тихо звякнула (у меня осталась броня от хронографа, кило 12 весом, так вот пуля 12 кал. массов под 30 грамм её весьма весело двигала и даже опрокидывала. А вот 7.62х39 значительно меньше воздействывало. Все вроде очевидно. И диагноз - сотрясение мозга. Почему?

Originally posted by RvSn:

откормленно-накачанная голова контрактника, общим весом за 110 кг

"Тем крепче наша оборона!"(с)

Док

Указан вес контрактника в целом, а не отдельно головы.
Читать как "голова контрактника, откормленно-накаченного общим весом весом за 110 кг (голова с головным мозгом в том числе.).

---- И диагноз - сотрясение мозга. Почему?

Ибо моцк субстанция очень нежная и непредсказуемая, и как мне рассказывал один нейрохирург можно лбом кирпичи колоть, а можно сотрясение получить даже от пафосного закидывания челки, как Миронов в фильме "Бриллиантовая рука" У данного бойца вполне могло быть что от чирка пулей он рефлекторно очень резко дернул головой, а учитывая массу откормленности и массу сферы, инерция была довольно велика.. Ну и "дзынь" от поподания вполне мог вызвать микроконтузию.... .

Originally posted by Прокурор:
---- И диагноз - сотрясение мозга. Почему?

Ибо моцк субстанция очень нежная и непредсказуемая, и как мне рассказывал один нейрохирург можно лбом кирпичи колоть, а можно сотрясение получить даже от пафосного закидывания челки, как Миронов в фильме "Бриллиантовая рука" У данного бойца вполне могло быть что от чирка пулей он рефлекторно очень резко дернул головой, а учитывая массу откормленности и массу сферы, инерция была довольно велика.. Ну и "дзынь" от поподания вполне мог вызвать микроконтузию.....

Да и сотрясение разное бывает, от легкой тошноты, до серьезных мозговых нарушений..... . Хотя и то и то - "сотрясение мозга".

Originally posted by Прокурор:
---- И диагноз - сотрясение мозга. Почему?

Ибо моцк субстанция очень нежная и непредсказуемая, и как мне рассказывал один нейрохирург можно лбом кирпичи колоть, а можно сотрясение получить даже от пафосного закидывания челки, как Миронов в фильме "Бриллиантовая рука" У данного бойца вполне могло быть что от чирка пулей он рефлекторно очень резко дернул головой, а учитывая массу откормленности и массу сферы, инерция была довольно велика.. Ну и "дзынь" от поподания вполне мог вызвать микроконтузию.....

Про мозг согласен. Но все бойцы роты - зеленые береты.
Мозг если и нежный - то только до первого спарринга.
Потом либо грубеет аля "валенки - это отслужившие срочку мужские носки", либо его уже нету совсем, что командыванием не преветствуется в контексте подразделения
Да и про микроконтузию...
Как то РПГ-7 и АГС 17 не вызывали, а тут "дзинь" вызвал.
Кроме прочего - находясь в сфере об нее же невозможно ударится.
Это не стальная каска, где от пулек сбруя лопается.
Впрочем.. Чего я рассказываю очевидные вещи.

Вот физика процесса самому не понятна.

RvSn
физика вообще, как я поняла в процессе обсуждения сабжа, весьма странная штука.. .

Originally posted by Niza:
RvSn
физика вообще, как я поняла в процессе обсуждения сабжа, весьма странная штука...

Не страннее, чем божье творение, отражением которого она и является. Вы отстрелялись?

mihasic
не до того щас.. . вот кончится война.. .

Да нет. Описываемые события - 2003 год. СКВО.
Так что та - уже.

А надо регулярно тренировать мозговой мускул А то моск атрофируется, усыхает и болтается внутри черепной коробки как какашка в проруби. Ну и стукается об стенки Попробуйте заехать кому-нить в дыню расслабленным кулаком - сразу переломы и растяжение лучезапястного. А напряженным нормально. Вот и моск надо напрягать перед ударом. Тогда хоть кирпичи колоть, хоть снаряды останавливать - все пофигу

Все-таки, кроме импульса, есть еще какие-либо параметры, характеризующие силу удара?

Меня интересует такой вопрос: что если пуля попадет в голову защищенную шлемом 5-го уровня защиты (вроде есть такие)?

Шлем весит 4 кг.

Импульс пули из калаша: 0,00342кг * 870м/с = 2,98 кгм/с

Импульс соответственно передается шлему...

Скорость шлема после этого: 2,98 / 4 = 0,75м/с

Таким образом получается, что человек чувствует что ему по голове бъет шлем весом 4 кг, летящий со скоростью 0,75 м/с, что учитывая мягкую подкладку - сущий пустяк.

Тем не менее, в обществе бытует мнение что если пуля и не пробъет шлем, то кости шеи сломает наверняка.

Приведённый мной выше рсчет показывает, что импульс шлема, после попадания в него пули ерундовый. По статистике, импульс удара руки профессионального боксера равен примерно 50 кгм/с, что почти в 17 раз больше импульса пули, выпущенной из АК-74. Но ше и у боксеров как-то не ломаются.

Упустил ли я еще какие факторы?

в обществе бытует мнение что если пуля и не пробъет шлем, то кости шеи сломает наверняка.

Мне думается, что подобные "мнения" полностью соответствуют категории urban legends или hoax и существуют исключительно в силу необразованности и легковерности обывателя.
Удар пули в шлем (при неподвижном туловище), с последующим смещением головы назад, с точки зрения кинематики шейного отдела позвоночника, полностью соответствует аналогичному смещению туловища вперёд (при неподвижной голове). Проще говоря - резкое запрокидывание головы назад с последующим возвратом вперёд (хлыстообразное движение).
Посмотрим статистику травм при столкновении автомобилей капот-багажник. В тех странах, где whiplash-injury вписано в компенсируемые страховкой последствия автоаварий, там почти 100% водителей на месяцы теряют трудоспособность именно по этой причине (почти, потому что при высокоскоростных столкновениях переломы шеи всё-таки бывают). А там, где эта "травма" не в списке, там почти никто не жалуется на боли в шее.
Я это к тому, что тело человека вообще и голова в частности неплохо переносит всякие удары и столкновения. Казусы, конечно, встречаются.. . но очень редко.

Originally posted by gozu:
Шлем весит 4 кг.
Импульс пули из калаша: 0,00342кг * 870м/с = 2,98 кгм/с
Импульс соответственно передается шлему...
Скорость шлема после этого: 2,98 / 4 = 0,75м/с
.........
Упустил ли я еще какие факторы?

Немного не так. Пуля не прилипает к шлему, а отскакивает. Т.е. импульс теоретически может оказаться почти вдвое больше. Практически немного больше.
А скорость.. . Ну вот представьте, шли Вы куда-то, отвлеклись, типа ворон посчитать.. . И вдруг на пути вырос фонарный столб Да, еще дело было зимой - на Вас была шапка. Как на счет перелома шеи - не знаю, вряд ли, но сотряс будет наверняка.
А если не из калаша, а из моськи, то достанется втрое больше.. . А если из ружжа 12 калибра, то и впятеро.. . И тут уже головенка может и отвалиться

Originally posted by AleX413:

Ну вот представьте, шли Вы куда-то, отвлеклись, типа ворон посчитать.. . И вдруг на пути вырос фонарный столб

Выходит, если держать шею напряженной во время нахождения под огнем, то можно избежать травм и сотрясения.

И всетаки, импульс удара руки в 16-17 раз больше, а не в 5, как у ружья.

Возможно, импульс не полностью характеризует удар.. . Вот американцы, я слышал, при расчетах защитных свойств касок учитывают ускорение головы в момент попадания. Считается допустимым ускорение в 400g.
Вот как бы посчитать ускорение.. . ?

Короче, длина пули (пятерки), s = 25,7 мм = 0.0257м

Если предположить, что пули при попадании в шлем полностью плющится, либо входит в него на всю длину, то в соответствии с найденной мной формулой движения (как у нас в школе было уже не помню):

Учитывая. что голова вместе со шлемом весит около 8кг, при сохранении импульса, скорость их совместного движения составит 0,37 м/с.

Ускорение головы в шлеме будет равно: V^2/2*s = 0,37^2/0,0514 = 2,7 м/с^2 = 0,27g

А вот мне тут товарищ подсказал, что безопасная граница ускорения для шеи - 42g, тоесть если я все посчитал правильно, то мы вписываемся.

Сотрясения не избежите - мозг все же физически не напрягается, а шея уцелеет
Ничего себе у них допуски.. . 400 g головой - труп или уж точно навсегда дебил В автомобильных краш-тестах для головы граница красной зоны 100 g, а это уже тяжкие последствия.
Свою скорость шлем получает на микронах пути на самом деле - пуля летит быстро, но весит мало. Потом шлем деформирует подкладку. В конце концов прижимается к голове и дальше гнутся кости черепа, что уже как бы плохой финал
Считаем, что голова весит как и шлем - 4 кг. При контакте с пулей шлем получает скорость 0,75м/с. Конечная скорость системы по з-ну сохранения импульса еще раз - половина от шлема, раз массы равны. Какая там толщина подкладки? Сантиметр? Ну вот пусть на этом пути голова и разгоняется. a=v^2/2/S ~ 7 м/с^2 или ~0.7 g - вообще ничего. На самом деле путь разгона головы будет больше - сила нарастает постепенно, но как конкретно сказать нельзя. Сила в конце сжатия тоже вдвое больше средней, если строго по Гуку. Но это все равно копейки.
Вот если амортизатора нет - беда. Ускорение мозга будет определяться упругостью костей черепа, а они жесткие

AleX413, спасибо за ответ. Значит все-таки при условии достаточной жесткости, тяжелый (керамический?) бронешлем вполне может защитить от малокалиберных пуль современных штурмовых винтовок, что и является наиболее распространенным случаем.

Равно это касается и сабжа вначале темы, если даже шея способна выдержать удар, создаваемый пулей, то руки и подавно.

Можно я ещё разок встряну?
И пусть я в физике откровенно слаб, но здравый смысл и некоторые познания в физиологии человека (IMHO) присутствуют.
Так вот - попадание пистолетной/револьверной пули в лоб не всегда ведёт к проникающему ранению черепной коробки. Я отдаю себе отчёт в разности веса/скорости между разными боеприпасами, но в данном случае речь идёт о незащищённой шлемом голове
Бывает, что пули застревают в костях черепа даже в случаях выстрелов почти в упор (прочность костей черепа может вариировать в весьма широких пределах). Так вот, когда целостность черепной коробки не нарушается, последствия попадания пули в кумпол для функции мозга минимальны. Конечно, никто не занимался сравнительным анализом IQ "до и после", но видимых последствий не наблюдалось.

Originally posted by airlin:

IQ "до

Айкью-до видимо новый вид единоборств?

Док

Originally posted by gozu:
Равно это касается и сабжа вначале темы, если даже шея способна выдержать удар, создаваемый пулей, то руки и подавно.

Вот с шеей все не так просто. Если мышцы расслаблены, то голова болтается без сопротивления. А там где уже проявляется упругость связок, диапазончик допустимых углов маленький.
Вот, допустим, лежит человек, стреляет. Голову держит кверху, в смысле она как бы запрокинута назад и в общем-то до упора. И еще напряжены мышцы, которые тянут голову назад. И тут ему в лоб прилетает подарок.. . И шея может сломаться

Если мышцы расслаблены, то голова болтается без сопротивления

К великому счастью человечества, такое состояние возможно только в наркозе (при использовании препаратов типа кураре). Во всех остальных случаях у живого человека присутствует мышечный тонус (некое базовое напряжение мышц). Даже целенаправленными волевыми усилиями расслабить можно только мышцы участвующие в движении, но не мышцы поддерживающие позу (именно они расположены вдоль позвоночного столба).
Так что "перелом шеи от подарка в лоб" возможен, но в реальной жизни вероятность такого события много меньше кажущейся.