¿Cuáles serían los efectos físicos de un puñetazo con una fuerza muy magnificada? [duplicar]

"Depende" Sorprendentemente, depende más del oponente que del que lanza el golpe.

Dependiendo de las circunstancias, podría atravesarlo (¡eso es 100 toneladas de fuerza!), o podría simplemente empujar al oponente hacia atrás. Ciertamente, el oponente no tendrá la oportunidad de decir que no.

Según la tercera ley de Newton, si tu héroe puede golpear a su oponente con 100 kN de fuerza, su oponente debe poder ejercer 100 kN de fuerza en la dirección opuesta. Cómo lo hacen depende de su cuerpo. Tome un ejemplo donde están contra una pared cuando esto sucede. Ejercerán sus 100 kN de fuerza ejerciendo 1000 kN de fuerza contra la pared, manteniéndolos en su lugar. En este caso, el golpe tendrá un efecto digno de cualquier película de terror de categoría B, porque lo único que queda por dar es su cuerpo. El blindaje no tendrá ningún efecto a menos que esté clasificado para soportar el peso combinado de 2 tanques M-1 Abrams que descansan sobre él.

Sin embargo, en el caso de que puedan moverse, la historia es un poco diferente. Solo puede ejercer 100 kN de fuerza si ellos pueden ejercer una cantidad de fuerza correspondiente. Si el golpe es lo suficientemente lento, puedes golpear con "hasta" 1000kN de fuerza, pero te encuentras limitado por el movimiento del oponente hacia atrás en respuesta. Intuitivamente, si te enfrentas a un ariete hidráulico que se usa para doblar lentamente el blindaje de acero del tanque, se moverá lo suficientemente lento como para que te quites del camino. El carnero nunca alcanzaría la fuerza máxima. Para alcanzar la fuerza máxima, tienes que golpear rápido. Ahí es donde empieza a ponerse interesante.

Digo que se pone interesante porque cuanto más ágil sea tu oponente, más rápido tendrás que golpear para alcanzar los 1000kN. Golpear un mosquito con 1000kN puede requerir velocidades de perforación muy por encima de mach 1, porque el mosquito debe acelerarse notablemente antes de que F=ma pueda alcanzar los 1000kN. Las aceleraciones rápidas son causadas por altas velocidades con respecto a la capacidad de respuesta del objetivo.

Si su puñetazo alguna vez excede la velocidad del sonido en el pecho carnoso del oponente, las cosas comienzan a ponerse extrañas. Comienzas a ver ondas de choque porque la información sobre tu golpe no puede llegar a las extremidades del oponente lo suficientemente rápido. Esto permite todo tipo de extraños efectos de transparencia. Escuché que la NASA tiene algunos videos interesantes de cómo se ven las colisiones hipersónicas.

Si te limitas a velocidades humanas para el golpe, no podrás alcanzar los 1000 kN sin algo como una pared de ladrillos detrás de tu oponente. Como resultado, serán exactamente tan infelices como se han propuesto ser. Un artista marcial altamente calificado puede reaccionar de manera que convierta la mayor parte de la energía en un movimiento hacia atrás para todo su cuerpo. Un luchador menos habilidoso puede no hacerlo, dejando que una gran cantidad de energía golpee la parte delantera de su pecho contra las partes más traseras de su pecho. Su corazón no será feliz.

Editar: dadas las aclaraciones, podemos explorar más. Si asumimos que el golpe es lo suficientemente rápido como para que el receptor no pueda apartarse, la siguiente capa de la pregunta es la presión. ¿Cuánta presión puedes ejercer con tus 1000 kN de fuerza, frente a cuánta presión puede soportar el objeto? La clave para esto es un concepto conocido como "límite elástico", que es una rodilla en la curva de "tensión-deformación". Por debajo del límite elástico, algo normalmente se recuperará a su forma anterior. Por encima de ese límite elástico, se deformará plásticamente de forma permanente.

Puedes hacer mucho daño aquí con estas fuerzas. Tome una armadura de tanque de acero laminado de 4 ", utilizada durante la Segunda Guerra Mundial. Su límite elástico es de 688.5 MPa. Cualquier presión por encima de eso deformará permanentemente el acero de alguna manera. Si tiene 1000 kN a su disposición, puede deformar el acero siempre que se concentre. esa fuerza sobre 12 centímetros cuadrados (1000 kN / 950 MPa = 10.52 cm ^ 2). La superficie frontal de mi puño es de aproximadamente 30 cm ^ 2, por lo que no podría dañar el acero con toda la superficie, pero si enfoco en mis nudillos fácilmente podría hacer una abolladura en acero laminado de 4". Si tuviera un poco más de fuerza a mi disposición, como 3000 kN, podría poner muescas en forma de puño en acero. Si de alguna manera pudiera sostener esos 3000 kN durante todo el golpe, podría severamenteabollar esa armadura, o rasgarla directamente, dependiendo de la física. El único límite real es el punto en el que muevo el tanque en lugar de atravesarlo, del cual te ocupaste explícitamente en tu edición.

Ahora puedes imaginar la salsa gruesa que ocurrirá si repetimos ese experimento con un humano que no se quita del camino de este golpe a tiempo.

Entonces, la física de las películas de superhéroes, digamos, no es precisa.

Esa fuerza aplicada a un objeto sólido, digamos un bloque de madera o metal, probablemente lo enviaría volando como tienden a hacer los cuerpos en una película.

Si, por otro lado, está golpeando algo más blando o incluso cosas más frágiles, simplemente no funcionaría de esa manera.

Si golpeas a una persona con tanta fuerza como mínimo, se derrumbaría por completo en la cavidad torácica si no penetrara completamente en el cuerpo. Eso absorbería gran parte de la fuerza y ​​aunque el cuerpo (en el caso de aplastamiento de la cavidad torácica) aún volaría hacia atrás, no sería tan lejos ni tan dramático. Si la fuerza fue lo suficientemente fuerte y rápida como para perforar el torso, es posible que el cuerpo apenas se mueva hacia atrás.

Es probable que al alejarse de los cuerpos, cosas como el concreto o incluso la piedra vuelen un poco, pero en pedazos mucho más pequeños, la piedra no volaría como un todo, sino como un montón de proyectiles afilados que se mueven rápidamente y volarían en varias direcciones como la fuerza entraría en la piedra e iría tanto hacia adelante como hacia los lados.

La versión corta es lo que golpea determinará lo que sucede.

Pasando a sus preguntas más específicas.

¿Hay efectos secundarios interesantes?

No particularmente no. La biología tendría que ser radicalmente diferente para que exista este humanoide que puede tener los efectos secundarios que realmente quieras. El único efecto secundario requerido sería un aumento necesario en la densidad corporal. Por lo tanto, serían significativamente más pesados ​​​​que una persona normal, de lo contrario, golpear algo tan fuerte los enviaría volando hacia atrás.

¿Cómo afectaría la armadura corporal (con placas) al proceso, si es que lo hace?

Esto se ha abordado en algunas otras preguntas, a saber, esta . En cierto punto, la armadura deja de ser efectiva ya que la fuerza matará a la persona en la armadura sin importar cuán fuerte sea. Los humanos solo pueden tomar tanta fuerza antes de aplastar ... por lo tanto, Iron Man ... mientras que impresionante es completamente impráctico.

¿Sería realmente útil esta habilidad en el combate a distancia y cuerpo a cuerpo? En batallas modernas de armas combinadas o escenarios de fuerzas especiales.

En la antigüedad habría sido muy obviamente beneficioso, blandir una espada gigante, golpear una carga de caballería en la cara, usar una ballesta como arco largo... entiendes la idea. En el combate moderno, el mayor beneficio sería su estructura y piel casi invulnerables... si las armas no pueden penetrarlas bien, lo pasarás mal, pero habilidades como esta se desperdiciarían en un gruñido estándar.

Por otro lado, estos individuos serían increíbles fuerzas de operaciones especiales. El puente aéreo Helo puede resultar un desafío con su peso adicional, pero aparte de eso, estos muchachos podrían causar daños graves en el lado encubierto de las cosas.

Como nota al margen, si fueran lanzados desde el aire en el paracaídas, tendrían que ser enormes ... Sugiero operaciones nocturnas jajaja.

Golpear tan fuerte y rápido tendría el mismo efecto que disparar una bala de cañón a través de ellos. Estarías parado allí con el brazo más allá del codo atravesado en su pecho.

Cualquier forma de impacto funciona acelerando el tejido impactado. Si la aceleración es lo suficientemente lenta como para que el tejido pueda absorberla y dispersarla, entonces hay poco movimiento del objetivo, aunque podría causar suficiente daño interno como para matar.

Si la aceleración es lo suficientemente lenta como para que el tejido pueda absorberla, pero el impactador tiene un gran impulso, entonces tiene un empuje, que acelera todo el cuerpo a lo largo del vector espacial del impactador.

Si la aceleración producida por el impactador es tan rápida que el tejido circundante no puede estirarse o flexionarse para absorberla, entonces el tejido se desgarra. Si el impactador tiene suficiente impulso, el desgarro continúa por todo el cuerpo. Así es como una bala hace daño.

La regla es que cuanto más pequeña es la superficie de impacto en relación con el impulso del impactador, menos energía se transmite al objetivo. Dos objetos con la misma velocidad pero con diferentes áreas de impacto tendrán efectos diferentes. Ser golpeado por una bola de papel de aluminio de 50 gramos y 20 cm de ancho a 200 km/h arderá un poco. Ser golpeado por una aguja de aluminio de 50 gramos con un área de impacto medida en micrómetros te perforará un agujero tan rápido y limpio que no sabrás que te han disparado.

Ninguna bala o disparo de ningún tamaño derribará a una persona hacia atrás. Toda la energía de los proyectiles de las armas de fuego está tan concentrada que destruye solo el tejido a lo largo de su trayectoria de vuelo, arrancándolo del tejido circundante sin acelerarlo. Las personas a las que les disparan simplemente se caen.

Le disparé a muchos animales en mi infancia en la granja, desde el tamaño de una ardilla hasta un ciervo, y todos caían. Hice un tiro de largo alcance con un rifle para ciervos a una ardilla una vez para ver si podía darle. Lo hice y la bala abrió un gran agujero y el resto de la ardilla simplemente cayó del árbol en una ventisca, para gran confusión de mi perro.

Entonces, si comienzas a golpear a las personas con el impulso por área de impacto de un proyectil de arma de fuego, los efectos serán los mismos.

1000 kN de fuerza, aplicada lo suficientemente rápido como para que el objetivo no sea simplemente "retrocedido". Supongamos que esto significa que la fuerza del puñetazo se extiende sobre el grosor del pecho (20 cm) para tener una idea de lo que sucede.

Esto es 200 kJ.

Si la energía se convirtió perfectamente en energía cinética sobre un objetivo completo de 100 kg, obtenemos 63 m/s, o 227 km/h.

f = ma; 1000 kN / 100 kg son 10 km/s^2, o ~1000 gravita de aceleración.

63 m/s / 10 km/s^2 son 0,0063 segundos. Lo que significa que el puño se mueve a una velocidad media de unos 32 m/s o 114 km/h; en la práctica, el puño tendrá que cambiar de velocidad para proporcionar una fuerza uniforme de 1000 kN. (un puño que se mueve a una velocidad fija, sin ceder, independientemente de lo que se interponga en su camino, infligirá una fuerza ilimitada)

Entonces, si el objetivo estuviera usando una armadura corporal perfecta que distribuyera el impacto en todo el cuerpo y usara líquido para mantener la presión, el objetivo probablemente moriría. La fuerza g más alta sobrevivida por un humano es 214.

Sin la súper armadura, puede aproximarse a esto conduciendo a altas velocidades y lanzando una bola de plomo del tamaño de un puño a alguien. Eso no funcionará perfectamente, porque el impacto lo ralentizará. Pero es un experimento que los cazadores de mitos pueden hacer.

Alternativamente, podemos hacer matemáticas: el hueso tiene una resistencia al corte de ~ 50 MPa; si el puño mide 30 cm ^ 2, 1000 kN es ~ 1E11 Pa, o 100 MPa. Flesh tiene menos resistencia al corte que Bone, por lo que el puño no arrastrará al resto del objetivo, sino que penetrará.

Podríamos suponer que aproximadamente la mitad de la fuerza se extenderá a medida que atraviesa el cuerpo, y el resto "saldrá". Entonces terminarás con tu puño atravesando un cuerpo que se aleja volando a unos 44 m/s o 160 km/hora.

asco

Las fuerzas G que sufre el resto del objetivo en esta situación son de unos 600 Gs; así que incluso si el agujero del tamaño de un puño no te matara, estarías muerto.

Sobre un tanque, 1000 kN de fuerza sobre 54431,1 kg genera 2 Gs de aceleración. Más de 1 metro (la longitud de un brazo), un tanque rígido se acelera a 6,1 m/s, o 21 km/h. Esto parecerá más un fuerte empujón que un puñetazo; los tanques son PESADOS.

El blindaje de un tanque moderno puede soportar la presión que ejerces sin deformarse demasiado. El sistema de montaje puede sufrir estrés, ya que los tanques no están diseñados para ser levantados y empujados por sus placas de blindaje.