Cómo medir la energía del bozal de un cañón de papa

Hay muchas formas (tenga en cuenta que la velocidad también será una función de la masa de la papa):

  • Use una cámara de video de alta velocidad y dispare la papa con un fondo que tenga medidas de unidad que le permitan calcular qué tan lejos viaja entre fotogramas. Esta es probablemente la más precisa, siempre que tenga el tiempo y las herramientas.
  • Vaya a un área abierta y dispare el cañón hacia arriba, midiendo el tiempo que tarda la patata en tocar el suelo. Este es el más simple, pero funciona mejor si la velocidad es más alta.
  • Pese la papa, pese la pistola, luego mida la fuerza del retroceso usando un medidor.

¿Física de los cañones de patata? ¡Estupendo!

Veamos, los cañones de patata caseros se hacen generalmente de tuberías de PVC de 50 mm (2 pulgadas) de plástico. ¿Cuánta presión pueden soportar? Los proveedores de Google buscan que los de 3.7mm tengan una capacidad de 16 atm. Ahora supongamos que la cámara de explosión mide 10 cm de largo. Vamos brevemente por encima de la presión de la cámara inicial de 16 atm segura y promediamos la aceleración a una distancia de aproximadamente 10 cm a 16 atm nuevamente. No importa qué tan “larga” sea la papa. La energía del bozal depende en gran medida de la sección transversal y la presión de nuestro barril.

1.6 * 10 ^ 6 N / m ^ 2 * pi * r ^ 2 * 0.1m = ~ 1250 Joules.

Bueno, eso es aproximadamente lo mismo que un rifle. Y un rifle golpeando un chaleco antibalas probablemente romperá algunas costillas.

Entonces, ¿por qué dicen: “¡No hagas esto en casa!”

PD: También tenga en cuenta que el retroceso será mucho más fuerte que un rifle y hará que la persona lo dispare, a menos que esté alojado contra una pared. Dejo este cálculo trivial para el lector.

PPS: comentarios anticipados que preguntan “cómo llegar de forma segura a los 16 atm”. Eso es un mero problema de ingeniería. Un ingeniero mecánico usaría un disco de ruptura. Un químico usará una mezcla de H / Cl activada a través de una pequeña ventana transparente con un flash UV. Un físico empujará los electrodos dentro de la patata electrolizando el agua para formar una cantidad precisa de H / O (medida fácilmente por la cantidad de corriente) y se disparará con una gran chispa de voltaje a través de los mismos electrodos (enseña a los niños múltiples lecciones de la misma hora).

PPPS: el último (usando electrólisis) es un arma McGyver potate adecuada. Todas sus partes se pueden obtener fácilmente y no se requiere taller. La pistola es solo una pieza sólida de tubería de PVC con el extremo cerrado. La electrólisis se puede hacer con una batería de automóvil y la chispa de alto voltaje también puede ser escaneada de un automóvil.