¿Cómo podemos calcular teóricamente el número de globos necesarios para detener una bala?

Después de ver este video , estoy interesado en demostrarlo matemáticamente. El problema es que, ¿cómo podemos aplicar aquí la conservación del momento para encontrar la velocidad de la bala si no conocemos la velocidad de los globos explotados después de la colisión? ¿Tengo que medir las velocidades configurando un experimento real?

Creo que también debería considerar la energía superficial (es decir, vinculante) del globo. También debe considerar la onda de choque del aire que se genera cuando el globo implosiona repentinamente (pero probablemente podría ignorarla ya que el intervalo de tiempo sería muy corto).

Respuestas (1)

Tendré un intento de responder a esto. Por lo general, los globos están hechos de látex, que tiene un módulo de Young de

0.1 × 10 9 GRAMO PAG a

Pesos de bala 0,008 kg (8 g)

El radio de la bala es de 9 mm.

Velocidad de 759,968 m/s.

Se necesita una deformación de 2,5 cm para romper un globo de látex.

Usando la ecuación del módulo de Young y calculando el trabajo necesario para perforar ambos lados de un globo con una bala, podemos determinar cuántos se necesitan para detenerlo.

El módulo de Young:

Y metro = F A X X

F = Y metro A X X

A = π × 0.009 2 metro = 2.5 × 10 4 metro 2

X = 0.0001 metro

X = 0.025 metro

Usando la fórmula del módulo, multiplicada por 2 para cada lado del globo, obtenemos cuánta fuerza se necesita aplicar a 0.00025 m cuadrados de caucho para perforar ambos lados, que es

F = 100 norte

por lo que son 200 Newtons (aproximadamente) para atravesar un globo, multiplique por la deformación requerida para romper un globo, 0.025m, eso es 5 Joules absorbidos por globo.

La bala de 9 mm tiene una energía de 2310J, lo que significa que necesitamos 462 globos para detener una bala.