¿Qué tan rápido tendría que ser una espada para evitar mancharla de sangre?

Si una espada se balanceara horizontalmente, a través del torso de un ser humano, ¿qué tan rápido tendría que ser para no mancharse de sangre después del golpe?

Suponga que la espada y su usuario son capaces juntos de cortar todos los órganos y huesos corporales apropiados en un solo golpe. Supongamos una hoja de acero bien forjada.

¿Cuál es la época de este evento?
@JoeKissling Funciona en múltiples niveles de humor. Un poco en el futuro, supongo, 2020.
Las respuestas en esta pregunta matan toda la imaginación fantástica :D
Necesitamos saber qué material hay en la superficie de tu espada.
@theonlygusti A los efectos de esta pregunta, acero.
@Friendlysociopath por lo que se invalida la principal respuesta actual
@theonlygusti Soy nuevo aquí. ¿Se supone que debo hacer algo al respecto?
@Friendlysociopath Una vez que se responde una pregunta, la pregunta no debe cambiarse para invalidar las respuestas. Creo que debería editar que la hoja es de acero en la pregunta, pero solo como un material sugerido, es decir, con una redacción como "puede suponer que la superficie de la espada es de acero".
No se preocupen todos, he ajustado mi respuesta para cubrir sus preocupaciones.
Si te balanceas en un arco lo suficientemente rápido... ¿el movimiento no haría que la sangre saliera volando?
¿Está el sujeto parado en algún tipo de ducha, enjabonándose con jabón?
No he podido encontrar un coeficiente de fricción para Blood/Steel. Si esto estuviera disponible, las matemáticas serían casi triviales.
La gente solía engrasar sus cuchillas para ese propósito.
Siento que esta pregunta solo podría ser respondida adecuadamente por un xkcd.
IIRC, una famosa caricatura de New Yorker "Touche!" fue dibujado por una persona y entregado a Thurber para volver a dibujar porque, dijo el editor, "los personajes de Thurber no tienen sangre". jimsworldandwelcometoit.com/2012/12/07/thurbers-cartoons
Las espadas estaban engrasadas no para que la sangre saliera volando, sino para evitar la oxidación...

Respuestas (7)

Velocidad no requerida

Dale a tu espada un recubrimiento hidrofóbico y nunca se manchará de sangre. El revestimiento repele los líquidos, lo que hace que se acumulen como gotas de agua en una hoja de loto y simplemente se escurran. Bonificación se mantiene agradable y limpio.

Editar:

Una hoja de acero no significa que no pueda tener un recubrimiento que la haga repeler la sangre. Además, la geometría de la superficie de la hoja puede modificarse para dar al acero propiedades hidrofóbicas. Este láser puede hacerlo en una variedad de metales.

el recubrimiento es generalmente muy sensible a los rasguños... cortar un hueso va a dar un rasguño, ¿o no?
@L.Dutch No sé hasta dónde se persiguió, pero hace varios años escuché sobre el trabajo que se estaba realizando en una superficie ultrahidrofóbica que también se autorreparaba, basada en un diseño inspirado en la estructura celular de las plantas de jarra. . Por lo tanto, un recubrimiento hidrofóbico duradero debería ser posible, o al menos plausible.
@L.Dutch hay opciones para recubrimientos superficiales que son muy duraderos, ciertos tipos de recubrimientos de diamante, por ejemplo, son adecuados para esta tarea.
También hay una técnica que graba con láser una superficie para hacerla hidrofóbica.
Es una buena respuesta, pero no funcionará con sangre. Claro, la sangre es ~ 80% agua, por lo que uno esperaría que fuera hidrófila, pero simplificar la sangre completa en agua es un error. La parte restante son principalmente proteínas y lípidos, que se adhieren a las superficies hidrofóbicas, por lo que, desafortunadamente, la sangre aún se adherirá a la hoja, aunque la mayor parte se derramará más fácilmente por el revestimiento.
@Mrkvička Los recubrimientos hidrofóbicos funcionan en la sangre, algunas herramientas quirúrgicas están recubiertas específicamente con dichos materiales.
Es la mejor opción, pero la sangre aún se adhiere. He investigado en una de las principales empresas de diálisis y es un gran problema cómo limpiar dializadores y tubos para clínicas que desean ahorrar dinero mediante la reutilización de equipos. Sí, la mejor manera es hacerlo hidrofóbico, pero es imposible hacer una superficie donde no se adhieran partes de la sangre.
La sangre es complicada, hice un trabajo para una empresa que estaba investigando el uso de recubrimientos para cánulas. No digo que estés equivocado, pero parece que hace un trabajo fantástico .
SLIPS seguro es increíble, pero no es una garantía del 100%. Dudo mucho que dure más tiempo en una hoja utilizada para la batalla, pero podría estar equivocado (después de todo, solo necesita resistir una batalla completa, luego uno puede volver a cubrirlo si es necesario). Sin embargo, estoy seguro de que no se utilizará para equipos de uso múltiple en el contexto médico; nadie estará dispuesto a pagar por volver a recubrir.
En cualquier caso, existen recubrimientos hidrofóbicos duraderos y recubrimientos que hacen un buen trabajo repeliendo la sangre. No es descabellado que haya un revestimiento/tratamiento de superficie que haga ambas cosas, si es que aún no existe uno.
@TJL Soy escéptico acerca de qué tan bien seguiría siendo funcional una protección que depende de un diseño de superficie muy preciso. Las espadas generalmente solo tenían bordes relativamente romos porque una afilada como una navaja se curvaría la primera vez que impactara un hueso / armadura / otra hoja / etc. y se volvería aún menos capaz de cortar. Creo que un grabado en la superficie sería aún más vulnerable a la interrupción cuando la hoja se golpea.
@Dan Neely "Perfectamente", "para siempre" y "sin mantenimiento" no eran requisitos estipulados.
@TJLif falla en el primer golpe serio; lo cual me preocupa que entonces, ¿cuál es el punto? Totalmente repelente de sangre hasta la primera vez que haces un corte importante, momento en el que el repelente deja de funcionar, no sirve de mucho.
@DanNeely Las estructuras producidas por grabado láser, especialmente las de acero, no son tan frágiles como podría pensar. En realidad, tampoco son tan precisos, básicamente solo están puliendo la superficie.
El revestimiento hidrofóbico no impide la entrada de sangre. Pruébalo tú mismo y verás.

No solo no se requiere velocidad según la respuesta de Joe Kissling, sino que la velocidad tampoco puede mantenerla limpia. La espada atravesará la sangre mientras corta, es imposible que la sangre no entre en contacto con la espada.

Por lo tanto, mantenerlo limpio significa un material al que no se adherirá la sangre o una velocidad a la que el movimiento del aire limpiará la hoja de sangre.

Considere las alas de un avión: incluso viajar a cientos de millas por hora no es suficiente para barrer el hielo de las alas a pesar de una superficie lisa. El hielo no se une con tanta fuerza. La industria de las aerolíneas lo combate rociando una capa (tenga en cuenta que la capa tampoco se vuela) que dura lo suficiente para que el avión supere la zona de amenaza.

Si bien esto no nos da una respuesta exacta, muestra que necesitamos una velocidad mucho más allá de lo que los músculos pueden ofrecer. Mi instinto dice que la velocidad requerida es supersónica (lo que significa un estampido sónico desagradable de la espada), pero no lo sé.

Pregunta relacionada: qué tan rápido debo mover mi sándwich a través de esta corriente de suciedad para evitar que se ensucie. No hay una velocidad a la que todavía me interese comer ese sándwich.
No se pueden limpiar superficies con rapidez porque directamente en el límite de la superficie, cada molécula se adhiere a las moléculas de la superficie debido a las fuerzas adhesivas internas. Combinado con el hecho de que casi todos los fluidos tienen viscosidad interna, conduce al perfil de velocidad típico de cada fluido que permanece inmóvil en la superficie y aumenta gradualmente la velocidad a medida que aumenta la distancia. Cada superficie lisa tendrá una capa de agua muy, muy delgada que es extremadamente tenaz. Para vacío ultraalto, debemos deshacernos de esta capa, lo que significa calentar la superficie hasta 300 (!) °C.
"la velocidad no es capaz de mantenerlo limpio" - lo es, si es lo suficientemente alto. A velocidades muy altas, la sangre se evaporará, a velocidades aún más altas, el acero de la espada se evaporará. Y lo suficientemente cerca de la velocidad de la luz, el tejido mismo de la realidad alrededor de tu espada se desvanecerá :)
Como dice @vsz, solo revisa what-if.xkcd.com/1
@vsz En realidad, a cualquier velocidad, el tejido de la realidad sigue prácticamente intacto. Es la aceleración/desaceleración que haces lo que podría estresarlo un poco, especialmente si eres masivo. Ver ondas gravitacionales.
@vsz Sí, realmente estaba pidiendo este tipo de corrección...
@ ThorstenS. Si bien existe un perfil de velocidad tal, si la espada va lo suficientemente rápido, la capa exterior se quita, ahora el perfil es más pronunciado, el siguiente bit se quita y así sucesivamente. Como la materia no es infinitamente divisible, podrás limpiarla con suficiente rapidez. (Si la espada puede sobrevivir a la velocidad necesaria es otro asunto...)
Esto me hace preguntarme si por esa lógica siempre habrá sangre en una bala que atravesó un cuerpo.
@LukStorms Sí, aunque podría no ser suficiente para el ADN, especialmente porque la bala estaba terriblemente caliente cuando golpeó.

Lo que buscas es la velocidad de frenado. Digamos que la velocidad del swing es un poco mejor que la velocidad de un palo de golf que usa un golfista profesional. Estamos viendo 100 mph o 44 m/s.

Si tu héroe/villano detiene la espada después del corte en medio segundo, la fuerza G será ~9 Gees. Diría que es suficiente para expulsar la sangre de la espada (se requiere prueba).

Improbable. La sangre es un líquido con adherencia. Considere ese palo de golf. Golpeas la pelota en la hierba cubierta de rocío. La pelota se va volando. Las gotas de agua más grandes se van volando. Pero la cabeza del palo todavía está mojada. Dudo sinceramente que cualquier rotura aplicada por el músculo humano limpie la espada.
Eso no está muy lejos, en realidad. Aprendí algo de espada samurái japonesa luchando en los días de las artes marciales (Iaido). Todos los katas terminan con un movimiento de "sacudida", que es básicamente un movimiento rápido hacia un lado/hacia abajo que se detiene rápidamente. Como no entrenamos con humanos vivos, no puedo decir si es realmente efectivo para expulsar la sangre, pero Iaido no es exactamente conocido por tener movimientos inútiles.
@Tom eliminaría la mayor parte de la sangre, pero no limpiaría la hoja. He estado trabajando con sangre y sé por experiencia que las únicas dos formas de sacarla de una superficie son 1) frotando/raspando (suficiente con un paño húmedo si todavía es sangre fresca) o 2) enjuagando con (mucho) de detergente y agua. Los movimientos de Iaido son para eliminar el bulto o simplemente un movimiento ritual, un espadachín aún tendría que limpiar la hoja después de la batalla.
@Tom Para repetir aún más el comentario de Mrkvička, es útil para eliminar la mayor parte de la sangre, pero aún quedaría algo de sangre. Se usó principalmente para mantener un borde de corte relativamente limpio para terminar la batalla más fácilmente, pero nunca reemplazó una limpieza con un paño fino. (Si quieres ser ostentoso al respecto , ponte la tela en el codo o el hombro y pásala con la espada. ¡Sigue siendo rudo, pero práctico también!)
Probablemente ambas respuestas sean correctas. Solo para completar el cuadro: en Iaido, este movimiento se realiza inmediatamente antes de envainar la hoja. Eso significa que estaría lo suficientemente limpio como para guardarlo. El Samurai ciertamente lo limpiaría adecuadamente una vez que estuviera seguro en casa. Ejemplo, aquí está Mae, el primer kata de Iaido: youtube.com/watch?v=sDfcu9BP5fI

Para profundizar en la respuesta de Anon, hay un movimiento llamado Chiburi , ejercido por los samuráis. En las películas, es un movimiento rápido de la espada lo que elimina la sangre, pero en realidad la espada aún requiere una limpieza extensa con un trozo de tela.

Hay una serie de comentarios sobre la respuesta de anon que cubren esto. Mrkvicka dijo,it would remove the bulk of the blood, but it wouldn't clean the blade. I have been working with blood and I know from experience that the only two ways to get it off a surface is 1) wiping/scraping (enough with a damp cloth if it's still fresh blood) or 2) rinsing it with (a lot) of detergent and water. The Iaido moves are either to remove the bulk or simply a ritual move, a swordsman would still have to clean the blade after battle.

De acuerdo, traté de relacionar la energía cinética de la espada con la temperatura necesaria para hervir la sangre (lo que significaría que la sangre hierve de la espada mientras corta a la víctima y, por lo tanto, no hay sangre en la espada). No sé si hice esto correctamente, ya que no pude encontrar una buena manera de relacionar la energía cinética y la temperatura, pero descubrí que la espada tendría que ir a 409 m/s (o 914 mph).

Edit: Aquí están mis ecuaciones usadas...

< k mi >=< 1 2 metro v 2 >= 3 2 k T

Que es la energía cinética promedio igual al promedio de la mitad de la masa de un átomo de hierro por su velocidad al cuadrado. Entonces eso es igual a tres mitades de la constante de Boltzmann por la temperatura. Solía:

  • metro = 9.27E-26 kg (masa atómica de hierro (ya que las espadas son principalmente de hierro))
  • k = 1,38E-23 J/K (constante de Boltzmann)
  • T = 374 K (temperatura a la que hierve el agua más un poco para tener en cuenta la sal en la sangre que eleva su punto de ebullición a unos 374 K)

Conecta todo y resuelve v . que rinde v = 409 m/s. Para ver con qué se compara eso en términos de la energía cinética de la espada como un todo, usé la ecuación de energía cinética nuevamente, solo que esta vez usando esta velocidad multiplicada por la masa de la espada ( metro = 1,4 kg, masa de una katana). Tengo 117.000 julios de energía. Lo que me parece un poco bajo, es como si un automóvil te golpeara en la carretera, pero tal vez no esté relacionando estas ecuaciones correctamente.

¿Puedes agregar tus ecuaciones a tu respuesta?
parece que convertirías la espada en un sable de luz :p
@JoeKissling Sí, encontraré el papel en el que lo escribí y agregaré ecuaciones más tarde esta noche.
Este es un buen intento de usar las matemáticas, pero no estás comparando estas cosas correctamente. La KE que se puede relacionar con la temperatura es la raíz cuadrática media de la KE de la partícula misma en el marco estacionario de su entorno. Es decir, para un charco de sangre en reposo, sus moléculas de agua individuales en la sangre necesitan una velocidad RMS de 409 m/s para evaporarse. Sin embargo, para una espada oscilante, el aire en contacto con la sangre también se aceleraría hasta casi su velocidad debido a la mecánica del flujo laminar de aire alrededor de la hoja. Por lo tanto, la velocidad de la sangre no te ayuda.

La velocidad de una espada puede, de hecho, afectar la cantidad de sangre que queda en ella. Pero para que una espada no tenga sangre en absoluto, la espada tendría que ser más rápida que la velocidad de la sangre que gotea sobre ella mientras está en el cuerpo humano. la única velocidad a la que esto es posible es la velocidad del sonido. 334 metros por segundo. Si la espada rompe la barrera del sonido 1 milímetro antes de golpear el objetivo, desgarraría el cuerpo y la espada solo continuaría detrás de la fuerza masiva de una barrera del sonido rota. La espada simplemente actuaría como un dispositivo para romper la barrera del sonido y usaría la explosión para cortar el objetivo por la mitad. Si cualquier ser humano pudiera lograr esto, también podría usar algo más hecho de acero como una palanca o una tubería de acero. Entonces, si quieres dividir a alguien por la mitad y no ensuciar la herramienta que usas. Adquiere una fuerza sobrehumana y rompe la barrera del sonido junto a tu víctima. (Creo que hice un nuevo superhéroe).

OK, una teoría que en realidad podría estar cerca:

Supuesto: Toda la sangre equivale a una masa de agua.

Suposición adicional: si se golpea por encima de la velocidad del sonido en el agua (que es ... ¡alto!), Cualquier cosa que lo golpee no será buena para desplazar selectivamente parte de él para abrir paso, y tratará de acelerar toda la masa, que aparecerá cerca. a un objeto sólido, que se rompe efectivamente en dos (pesado y difícil de acelerar) o más (volando en ángulo) pedazos en caso de que logres cortarlo.

Problema: es poco probable que un borde de metal permanezca intacto después de ese tipo de impacto.

Dado que el desplazamiento necesario para que una cuchilla pase es muy pequeño en comparación con, por ejemplo, una persona desafortunada que golpea una masa de agua plana, es probable que un impacto a menor velocidad desplace parte del líquido como tal y lo acelere junto con el filo, permaneciendo en eso.

Lo siento, pero no entiendo lo que quieres decir aquí.
Principalmente sobre "si es posible, es manteniendo a Newton en su promesa de que los objetos en reposo tienden a permanecer así". La verdad es que no soy muy entendido en matematicas...
¿Qué tan rápido tendría que ser una espada para evitar mancharla de sangre?
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