Степан Тучин
ноябрь 2017.
1500

Может ли магнит остановить пулю?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
4
1 ответ
Поделиться

Остановить не может, но может замедлить пулю. Вариант выстрела прямо в магнит исключим, как тривиальный.

Что же замедляет пулю? Вихревые токи (или токи Фуко) для русскоязычных физиков и Токи Эдди (Eddy current) для полиглотов. Суть явления одна, но не понятно почему, названия разные. Оставим это истории науки.

Итак, пуля (металл), пролетая сквозь изменяющееся магнитное поле, индуцирует по всему своему обьему циркулярные электрические токи, магнитное поле которых, противодействует изменению внешнего магнитного поля. Физика этого процесса полностью описывается в рамках уравнений Максвелла. Вихревые токи нежелательны (тепловая энергия, выделяемая в трансформаторах), но и весьма полезны, когда надо затормозить, без механического трения. Последний случай как раз подходит для нашей задачи с пулей. 

Формула для рассеянной мощности (на кг веса пули) на вихревые токи приведена здесь. Там же обсуждается область применимости формулы. Для примера выстрела из Макарова (скорость пули v = 300 м/сек, масса свинцовой пули m = 6,1 г, диаметр d = 9 мм, сопротивление ρ = 2,2×10⁻⁶ Ом⋅м) через магнитное поле B = 10 T с пространственной протяженностью L = 1 и 10 см, формула дает потери энергии на вихревые токи в пуле E ≈ 120 и 12 Дж, что составляет 44% и 4,4% кинетической энергии пули соответственно. Температура пули при этом поднимется на ΔТ = 44 °C и 4,4 °C соответственно (совпадение чисел с процентами потерь - случайное).     

Потери кинетической энергии существенны при быстром пролёте пули через область с магнитным полем, и пропорциональны квадратам индукции поля (B²) и диаметра пули (d²).

15
0
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью