在电影中经常出现子弹穿入水下击中敌人的场景,斗争场面非常激烈,往往会一击毙命,那么事实真的是这样吗?子弹在水下到底是如何运动的呢?今天就为大家来揭秘“水下子弹飞”。
以受恐怖分子欢迎的AK47为例,空气中有效射程是300~400米,而水下有效射程却不到1米。
图|AK47水下射击
要想知道子弹在水下的运动原理,首先要了解几个名词:
伯努利效应:流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大
气蚀:当流动液体局部压力下降至临界压力时,液体中气核成长为气泡;当生成的气泡再次进入高压水区后会急剧收缩甚至溃灭。
气泡脉动:水下高压气体迅速膨胀形成气体球过程中,气体球压力逐渐降低到周围水压后,在惯性作用下仍会继续膨胀;过度膨胀后,周围水压将气体球压回“原形”;压缩到最小时,球内气压达到最高,气体球再次膨胀;如此往复运动。该过程叫气泡脉动。
以手枪在水下射击为例:
图|手枪在水下射击
子弹飞行过程带动附近水流快速流动,导致水压迅速降低(“伯努利效应”),使水中空气大量析出(“气蚀”),产生了长圆形大气泡。之后,大气泡历经反复扩张-收缩(“气泡脉动”),逐渐溃灭(“气蚀”)。所以,子弹在水下的杀伤力真有电影描述的那样吗?答案当然是否定的!
一名挪威物理学家用肉身做过实验,证明了普通枪的水下射程非常有限。
图|科学家肉身实验
水的密度和粘度远高于空气,且不易压缩,子弹挤开水流前行所耗动能远远高于在空气中。这也是战斗蛙人使用专门水下武器的原因。所以,电影中所出现的场景不一定都是真的哦!
弹弹弹,旋转跳跃的小水滴
别问,先看!
图|不同液滴的反弹
图|螺旋条纹使水滴螺旋运动
图|液滴的旋转(右图蓝色条纹材料具有亲水性,绿色条纹为残留液体)
同样的液滴落下,为什么有的会出现如此酷炫的落地动作呢?为什么会出现反弹?反弹轨迹为什么还不同?
在这里,就要先了解两个名词了——疏水性和亲水性
疏水性是指对水具有排斥力的属性。例如,水滴可以在荷叶上滚动而不会附着表面,并且总是以球状存在,说明荷叶表面具有疏水性。亲水性是指对水具有亲合力的属性。材料表面可吸引水分子,易被水润湿。
液滴垂直落下后,如果着落平面是疏水性的,液滴便会垂直反弹而不会粘附。另外可发现,液滴反弹后会留下液体残痕。其实,液体残痕下的条纹材料是亲水性的,这些条纹被预先嵌在了疏水平面上。液滴反弹收缩过程中,在不同形状亲水条纹的粘附力作用下,产生了不同的运动轨迹。所以,我们就看到了这些旋转跳跃各不同的小水滴喽!
(注:图片来源于网络,如有侵权,请联系删除。)
END
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