¿Los explosivos convencionales funcionarían de manera diferente en una atmósfera más densa?

¿Los explosivos convencionales funcionarían de manera diferente en una atmósfera más densa? (En caso afirmativo de alguna manera notable, entonces cómo calcular aproximadamente la diferencia)

Posibles aclaraciones:

  • explosivos normales, convencionales, como ej. dinamita, granada o bomba aérea - no arma termobárica
  • aproximadamente la misma presión parcial de oxígeno, solo que la presión atmosférica total es 3 veces mayor gracias al nitrógeno
  • Solo estoy interesado en la onda de presión, supongo que con las metralla es fácil, ya que simplemente pierden energía más rápido al pasar por un medio más denso (pero corríjame si me equivoco)

Respuestas (1)

Los explosivos modernos producen por sí mismos el oxígeno necesario para su funcionamiento (es por eso que puedes dispararlos bajo el agua), por lo que el contenido de oxígeno de la atmósfera tiene un efecto insignificante.

Con una presión 3 veces mayor, tiene una densidad aproximadamente 3 veces mayor. La densidad es importante porque la energía transferida por la onda de choque aumenta al disminuir la diferencia de impedancia acústica del medio portador. Es decir, si todo lo demás es igual, disparar una bomba bajo el agua causa más daño a una estructura, un daño mayor que disparar la bomba en el aire, porque la impedancia acústica del agua está más cerca de la impedancia acústica de cualquier sólido.

La cuestión es que el aire es aproximadamente 3 veces menos denso que los sólidos o los líquidos, o para decirlo en términos sencillos, es un factor 1000 menos denso. Por lo tanto, incluso multiplicando la densidad por 3, apenas está rascando ese 1000: la onda de presión producirá aproximadamente el mismo daño.

Si quiere seguir el camino matemático, dados dos medios, 1 y 2, la potencia acústica transmitida al pasar de 2 a 1 está dada por T = 1 Z 1 Z 2 Z 1 + Z 2 = 2 Z 2 Z 1 + Z 2 , donde Z es la impedancia acústica.

Como puedes ver, si triplicas Z 2 estás aumentando ligeramente la potencia transmitida.

Para tener una cifra aproximada, digamos que Z 1 = 1000 , Z 2 = 1 y Z 2 = 3 .

T = 2 Z 2 Z 1 + Z 2 = 2 1001 = 0.1 %

T = 2 Z 2 Z 1 + Z 2 = 6 1003 = 0.59 %

Por cierto, esta es la razón por la que uno se unta con gel antes de hacerse una ecografía: para hacer que algunos ultrasonidos lleguen al interior del cuerpo.

No creo que la impedancia acústica no sea lo que más te interese aquí; una poderosa onda de choque que se refleja en un objeto aún le imparte un impulso considerable, ¿no?
(un poco más de investigación sugiere que las ondas de choque se comportan de manera algo diferente a las ondas acústicas de vainilla en las interfaces, pero sospecho que la mayor parte de la investigación útil sobre este asunto no es pública, siendo la investigación militar lo que es)
Tus matemáticas muestran 6 veces el efecto de la atmósfera más densa. Si bien la transferencia de energía de ninguno es muy eficiente, uno es sustancialmente menos eficiente.
Si bien no es una onda de choque, el sonido viaja mucho mejor en una atmósfera más densa.
Creo que simplemente truncó sus cálculos en lugar de redondearlos. Su primera respuesta debe ser 0,1998 %, la segunda debe ser 0,5982 %. Redondeando ambos al primer dígito sig para que coincida con el numerador, debería obtener 0.2% y 0.6%. Lo cual es mucho más sensato cuando recuerda que sus Z2 están en la proporción de 3.
@StarfishPrime, la energía es entregada por la onda de presión. Y mi cálculo anterior muestra la cantidad de esa energía que se transmite. La parte restante se refleja.
No quiero profundizar en las matemáticas, pero el efecto de la presión/densidad del aire es en realidad mucho más pronunciado que una fracción del 1%. Este artículo sugiere que la presión de explosión debería diferenciarse en un 10-100%
Historia de la Guerra Civil de EE. UU.: las bombas detonadas cerca o en los submarinos no dañaron significativamente el cuerpo del submarino, pero la onda de choque transmitida a la atmósfera interior fue suficiente para aplastar a los ocupantes hasta la muerte.