Оказывается, можно безопасно поймать пулю, выпущенную из пистолета
Можно ли, выстрелив из оружия, безопасно поймать пулю в воздухе вручную?
Поймать пулю, когда она летит по воздуху, – старая, изъезженная байка, иллюзия или правда? Такое возможно только в кино или в цирке, где фокусники уже давно освоили этот трюк, обманывающий зрителей? Можно ли это сделать в реальной жизни? Удивительно, но это правда. В это верится с трудом, но, по крайней мере, теоретически это возможно. Для того чтобы понять, возможно ли это, нужно обратиться к физике.
Для примера представьте, что вы стреляете из пистолета вверх. Пуля, вылетевшая из ствола после того, как вы нажали курок, рано или поздно достигнет максимально возможной высоты. И чем больше пуля будет приближаться к максимальной высоте, тем ниже будет ее скорость. На максимальной высоте скорость пули может быть всего несколько метров в секунду. Если вы окажетесь в нужном месте в нужное время, вы можете поймать пулю, летящую в воздухе. Например, поднявшись на воздушном шаре.
Высота, конечно, будет зависеть от оружия и пули. Например, чтобы поймать пулю, выпущенную из автомата АК-47 (автомат Калашникова, калибр 7,62), вы должны будете подняться на высоту 2,1 километра.
Интересно, а как же вращение пули? Ведь хоть пуля на большой высоте и потеряла свой вертикальный импульс, вращение, заданное нарезным стволом оружия, вряд ли прекратится. Да, это так. Скорее всего, пуля, потерявшая скорость на большой высоте, будет по-прежнему вращаться. Согласно законам физики вращательный импульс пуля не потеряет. Но поймать пулю с воздушного шара теоретически возможно. Просто в этом случае вы должны крепко схватить ее, иначе она вырвется из рук из-за вращения.
Если у вас нет воздушного шара, теоретически вы можете поймать пулю, стоя у края высокой скалы.
Но все это теория. А в реальной жизни были ли случаи, когда люди ловили пулю? Если верить истории, то и такие случаи бывали в нашем порой странном и удивительном мире, где, судя по всему, возможно все.
Один из классических вариантов был описан в книге популяризатора точных наук и основоположника научно-популярного жанра «занимательной науки» Якова Исидоровича Перельмана «Занимательная физика» – когда пилоту во время Первой мировой войны удалось поймать пулю в буквальном смысле голыми руками:
«Во время Первой мировой войны, как сообщали газеты, с французским летчиком произошел совершенно необыкновенный случай. Летая на высоте двух километров, летчик заметил, что близ его лица движется какой-то мелкий предмет. Думая, что это насекомое, летчик проворно схватил его рукой. Представьте изумление летчика, когда оказалось, что он поймал... немецкую боевую пулю!»
С одной стороны, это представляется невозможной байкой, но, повторимся, во время боя могут происходить всевозможные чудеса. Как говорится, возможно все, что можно себе представить, и в быстро сменяющемся калейдоскопе событий боя такой шанс будет увеличен многократно пропорционально количеству тех самых событий.
Объяснение феномену легко и доступно дается в следующем абзаце:
«Пуля ведь не все время движется со своей начальной скоростью 800-900 м в секунду. Из-за сопротивления воздуха она постепенно замедляет свой полет и к концу пути – на излете – делает всего несколько десятков метров в секунду. А такую скорость развивает и самолет. Значит, легко может случиться, что пуля и самолет будут иметь одинаковую скорость: по отношению к летчику пуля будет неподвижна или будет двигаться едва заметно».
Таким образом, дается ответ, при каких условиях пилот может увидеть полет пули собственными глазами и в буквальном смысле поймать ее.
Разумно! Но занимательная физика намного многограннее одного исторического примера. Придумать различных вариантов можно множество. Например, стоит предположить несколько вариантов с той же пулей и быстро движущимся транспортным средством, предположим поездом, а еще лучше – с тем же самолетом.
Благо сейчас самые быстрые поезда могут ездить вполне со скоростями пистолетной пули в средних значениях ее движения после выстрела (не начальной скоростью пули, вспоминаем потери кинетической энергии при трении о воздушное пространство).
К примеру, самый быстрый маглев (поезд на магнитной подушке) в 2015 году в ходе железнодорожных испытаний развил скорость в 603 км/ч:
В буквальном смысле летит со скоростью пули
Ну а про самолеты мы вообще молчим, особенно военные, истребители и штурмовики.
Поэтому ситуаций может быть множество, например: летим на самолете со скоростью 1 000 км/ч, скажем, в западном направлении. Начальная скорость пули также равняется 1 000 км/ч. С какой скоростью будет перемещаться пуля при выстреле?
Здесь будет действовать релятивистский закон сложения скоростей: V=(v1+v2)/(1+v1v2/c^2) (в котором V – скорость тела относительно неподвижной системы координат, v1 – скорость тела в подвижной системе координат, v2 – скорость этой подвижной системы относительно неподвижной). Чуть более сложная формула нахождения скорости, чем по классическому закону сложения скоростей V=V1+V2.
Казалось бы, ответ очевиден и известен даже школьникам: относительно нас пуля будет лететь со скоростью 1 000 км/ч. Но это именно относительно нас, уже движущихся на скорости в 1 тысячу километров в час, то есть от нашей системы отсчета. Однако показатели будут абсолютно другими, прими мы за основу иную систему отсчета.
Наверняка вы слышали о первом законе Ньютона:
«Всякое материальное тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние».
Таким образом, если представить идеальный вакуум, в котором ничто бы не мешало полету пули и прямолинейного движения самолета, пуля, выпущенная со скоростью 1 000 км в час, всегда будет удаляться от места выстрела с заданной скоростью. То есть от самолета снаряд будет удаляться на скорости в 1 тысячу километров в час, точно так же, как если бы самолет стоял на земле неподвижно.
Однако поскольку происходит перемещение самолета в пространстве, их скорости сложатся, а значит, относительно Земли пуля будет лететь со скоростью уже 2 000 км/ч. Для неподвижного наблюдателя, находящегося в другой системе отсчета, пуля будет двигаться именно с такой скоростью.
А что будет, если я выпущу пулю в восточном направлении, то есть ровно назад от самолета?
Исходные данные те же. Что получится в таком случае? Наблюдатель на Земле просто увидит, как пуля камнем упадет на землю, как только вылетит из ствола? Как бы странно это ни звучало, но произойдет именно так! По крайней мере, в теории... В простейших умозаключениях должно получиться следующее: скорость движения самолета, при условии сохраняющихся исходных данных, если они точно совпадают, должна компенсировать скорость выпускаемой пули, и получится нечто подобное:
Грубо произошедшее можно подсчитать по формуле, где скоростью движения автомобиля будет переменная «X»
Выстрел мячом – это «-Y»
Таким образом, вы, двигаясь в направлении X и стреляя в направлении -Y, получите ноль.
То есть сразу после выстрела снаряд упадет вниз, что мы и видели на практике.
X - Y = 0
Но сам по себе подобный эксперимент от «Разрушителей легенд» ничего не доказывает. Все же резиновый мячик, выпущенный на скорости несколько десятков километров в час, не одно и то же, что снаряд, летящий в десятки раз больше. Также пуля, выпущенная из канала ствола, имеет вращение, и по определению упасть четко вниз у нее уже не получится, она хоть и зависнет в воздухе, но отклонится от прямолинейной траектории полета по вертикали.
Ну и еще, на больших скоростях действия физических свойств хоть и не изменяются, но влияние их усиливается, плюс не стоит забывать и о влиянии других параметров земных реалий. Например, с которыми сталкиваются инженеры, оснащающие бомбардировщики хвостовыми и боковыми пулеметами. В частности, это влияние скорости полета самолета, а также, к примеру, кривизна земной поверхности, угол, под которым относительно полета вылетает пуля, и так далее. Влияния каждое по отдельности невелики, но в совокупности требуют учета и корректировки.
