三阪的'彈槍怎麼這麼破壞性？

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在Railgun的第1集中，Misaka的railgun顛倒了看起來像奧林匹克大小的游泳池的很大一部分。在同一集中的晚些時候，發現她的電磁炮的移動速度為 1030 m / s.

但是，這些數字不會相加。

假設Misaka使用10克硬幣。在 1030 m / s，那枚硬幣有這麼多的能量：

Energy = 1/2 m v^2 = 1/2 (0.01 kg) (1030 m/s)^2 = 5304.5 kg (m/s)^2 = 5304.5 Joules

奧林匹克游泳池的水量為2,500,000公斤。根據上圖，該圓錐體可能向空中行進了100米。

因此，出於懷疑的考慮，我們只能說只有10％的水被舉到空中100米。

Energy = m g h = (0.01 * 2500000 kg) (9.8 m/s^2) (100 m) = 2.45 * 10^8 kg (m/s)^2 = 2.45 * 10^8 Joules

硬幣需要 2.45 * 10^8 如上所示，能量焦耳可以提升游泳池。但是她的硬幣只能提供 5304.5 Joules. 相差約4個數量級。

好吧...在有人將其視為動漫物理學的另一種情況之前，讓我們看一下還有什麼能產生如此多的能量：

不能以1030 m / s的淨速度捕獲硬幣的旋轉。但是考慮到一枚硬幣的慣性矩，它將需要巨大的（相對論性？）旋轉 10^8 焦耳
動漫中未指定硬幣的收費。也許Misaka會以某種方式極化硬幣中的電荷，並以某種方式使其在與目標接觸時釋放。
質能（E = mc^2的硬幣是 9 * 10^14 焦耳這是她做的嗎？

因此，問題是：對於硬幣在何處獲得如此多的能量，是否有任何官方解釋？還是我們將其視作動漫物理學的另一例？

如果有人對有關物理的聊天討論感興趣，請訪問：chat.stackexchange.com/transcript/message/7951592#7951592
FWIW，Funimation在去年寫了一篇博客文章，《電磁炮的某種科學解釋》。可悲的是，鏈接的數字運行著數字，並且給陰影蒙上陰影，似乎已經丟失了。 IIRC，這裡的答案已經涵蓋了它所說的一切。
@Mystical by Official是指純粹的物理學解釋還是規範的解釋？
@Mindwin“正式”是指工作室或任何作者說過什麼。

根據動畫和漫畫，Mikoto的“槍口速度”為1030 m / s：

相比之下，美國海軍的步槍的砲口速度為2520 m / s（〜5600 mph或聲速的7.5倍），砲口能量為10.64兆焦耳（1064萬焦耳）。這可能與以250 mph的平均速度行駛的普通汽車的能量相當。

相比之下，AK-47步槍的槍口速度為715m / s（〜1600 mph或聲速的2倍），槍口能量為〜2010焦耳（假設使用7.62x39mm彈藥筒，但可能會有所不同彈藥的類型）。

儘管就目前的軌道炮而言，這在統計意義上並不是很令人印象深刻，但由於實際的軌道炮能夠達到約5000 m / s以上的速度。請注意，Mikoto是一名中學生，每分鐘可以發射八發子彈，這與“典型”的rail彈槍相當。

假設硬幣與美國四分之一硬幣的大小和重量相當，則可以假定她使用的硬幣重量約為五克。使用這個公式，我們可以獲得他的槍口能量：

能量= 0.5 *（質量）（速度）² = 0.5 *（0.005kg）（1030m /秒）² =〜2652.25焦耳

因此，米科托比半自動突擊步槍輸出的傷害要多一些。

但這不是我們現在看到的嗎？

不完全的。但是什麼會導致輸出差異呢？

根據《 Railgun》漫畫第4章第1頁的內容，她操縱電磁波來達到自己的效果。這似乎是合理的，因為如果磁場足夠集中，則理論上她只能加速硬幣和/或附近的物體。

現在，讓我們再次看一下泳池測試，從泳池清潔階段（S1，第2頁），我們可以大致估算出泳池的尺寸：

讓我們用黑子的身高（〜152cm）來衡量事物吧！

看到池子沒有錐度或兩端都沒有，讓我們假設池子長約14個黑子，或〜21.28 m（是的，看起來有點小），寬約11個黑子，或〜16.72 m。池底和不到0.9黑子的深度，或者說1.36m深。

至於流離失所的水，我們可以嘗試對水羽的體積進行積分，假設它是空氣的一半，找到重量，等等。但是在這裡我們會很懶，並假設當Mikoto點火時，池水的1/1000分散到了空氣中她的電磁炮。池將有一個卷：

體積=（1.36 m）*（21.28 m）*（16.72 m）=〜486.73 m³ 水

由於“重心”的水流在體育館式建築物的頂部附近似乎是可比的，因此，與建築物相比，對建築物門的眼神估計是假定建築物的高度為10 m。為了計算實現這種目標所需的能量，我們執行以下操作：

（舉起物體所需的能量）=（物體的質量）*（由於重力引起的加速度）*（舉升高度）。

在這種情況下，讓我們開一個角，並假設鏡頭的所有能量都用於提升水（通過這種方式忽略了花在加熱水上的能量，產生響亮的爆炸聲，任何劇烈的風效應），然後我們有

能量=（1/1000）*（〜486.73 m³）*（1000公斤/米³ 水）*（9.8 m / s²）*（10m）=〜47699.54焦耳

如果我們將其反向插入動能方程：

√[（〜47699.54 J）* 2 /（0.005千克）] =〜4368.04 m / s

因此，她的步槍的槍口速度約為〜4368.04 m / s。

只能假設，因為我們必須遵守1030 m / s的規範值，所以也許Mikoto能力造成的損害是由於她操縱硬幣在空中飛行時對電磁的操縱或其他因素引起的。再說一次，我們對科學與魔術並存的這個世界的物理學了解多少？

@Krazer看起來像半奧林匹克游泳池，25m x 12.5m x 1.36m

+100

電力可以流水：

維基說，Misaka可以產生10億伏特。
(即使某些來源指出50億伏特，也請保持謙虛 )

如果她為硬幣充電，電荷從硬幣到水的快速轉移將導致硬幣與周圍的水之間產生排斥，從而將水推離池子。衝擊波將在游泳池的邊界和底部反射，從而將地表水向上推。

您可以在動畫中看到所有爆炸都發生了一些側向移動，但是顯示的第二次爆炸卻非常有特色。側向運動，暗示衝擊也將水向兩側推開，因為帶電的水從硬幣上移開，而硬幣穿過池子。

電荷消散的問題不是問題。她可以對閃電進行瞄準，因此我們可以假設她的電磁功率還可以改變硬幣周圍空氣的擊穿電壓（通過增加硬幣周圍的壓力或產生真空）。

我們需要看一下硬幣的電容

四分之一半徑為13mm

電位為10億伏，硬幣的電荷為

現在，我們可以計算帶電硬幣和帶電水之間的電力，為簡便起見，我們假設：

一半的電荷已轉移到水中。
游泳池的牆壁和底部完全是 隔離的 和 堅不可摧.
一旦轉移了一半的費用，硬幣便觸底。
水離硬幣1毫米

在這種情況下，硬幣和水之間的力是根據庫侖定律計算的：

我們到了這裡的兆焦耳。

給定游泳池水的質量的10％，該力使水的瞬時加速度為：

現在，要將水舉起100米，我們需要以44.3m / s的速度壓印水

因此，硬幣和水之間的相互作用時間在剩餘能量消散之前產生：

克雷澤說：
花費的能量使水變暖，產生聲音大聲爆炸，產生任何劇烈的風效應

那就是

佔

即使您考慮到電荷耗散，水之間的排斥力減小以及此處的其他小假設，所有東西都具有足夠的能量。

到處都有大量的能量可以以任何您想要的方式使用。

但是我認為這清楚地解釋了提水的能量來自何處。

另外，如果您要進行以後幾集的活動，那麼當她使用硬幣以外的其他物品時

一隻巨型機器人爪，後來變成了整個巨型機器人

您會看到存儲的能量更大，破壞力也更大。這是有道理的，因為這些物品的電容大於硬幣的電容。

非常感謝Wolfram Alpha的計算和圖像。

更多理論：

即使硬幣離開“槍口”，電力也可以繼續加速。

如果她對硬幣進行充電，則在硬幣離開“槍口”後，她可以在自己身上再次產生相同符號的電荷。因此，即使硬幣以1030m / s的速度離開，即使被發射，她也可以加速它。但這甚至沒有必要，因為...

硬幣的自旋和最具破壞力的力量之一：諧波。

從該維基百科圖中可以看到，一旦達到最大共振（1：1），能量轉移就會急劇增加。風諧足以通過像小提琴弦一樣移動橋樑來摧毀橋樑。如果她可以旋轉硬幣，使其頻率與池的諧波頻率完全匹配，則可以轉移大量能量。

我只是注意到水以44.3 m / s的速度上升100米需要9秒。由於爆炸僅需幾幀，因此我們可以假設接觸時間比5ms長一點，並且到達100m後，向上的水會稀薄/蒸發
好吧，游泳池只是一個例子，我們經常看到她停下來炸飛汽車，產生足夠的熱量來熔化兩個連續的金屬棒，甚至在沒有直接接觸的情況下，在它所經過的地球上留下深深的划痕。似乎硬幣的絕對速度之外還有另一種能量。
更不用說在Railgun系列中，她證明她可以將硬幣以外的其他物品（即巨型機械臂和整個衛星）推進類似的速度。

儘管很主觀，但從一開始我就給我留下了深刻的印象，即射彈成分與她的能力是間接的（可能與邊界線無關）。

她可以生產很多能量
能量流向彈丸
但是，尚未確定射彈攜帶能量

射彈可能只是信標或焦點類型的組件，可能純粹是心理組件（技術與只隨機發射不受控制的電脈衝相反）。

我記得她在以後的情節中會射擊大型彈丸，但是，上面的推測可能仍然適用。

+1，這是IMO的很好解釋。可能曾經有一個場景，人們找到了她的硬幣，但是我記得，她的電磁炮的許多發射使硬幣變成了光束，我假設在此過程中將其融化（如果還剩下任何東西）。
1驗證這一點的方法是查看她是否曾經使用過任何非金屬作為彈丸。如果她的Railgun實際上是科學意義上的Railgun，則它必須作用於可以通過電磁加速的東西，因此是某種金屬。如果她可以使用非金屬物品，那麼它實際上就不是一門獵槍，這種解釋將很有說服力。

我認為這是動漫物理學的一個例子，它駁斥了您建議的其他可能性。

沒錯-不可能攜帶這麼大的能量。甚至Misaka的超級大國也是一個遠離相對論速度的世界。
能量不能作為電荷存儲在硬幣中，因為它將不斷散佈為“閃電”。
能量不可能來自大量能量。除了產生致命的輻射外，在不使用反物質的情況下釋放大量能量將意味著釋放核能。核能只能在極高的壓力下釋放（炸彈中的核反應是通過較小炸彈的爆炸壓縮鈾而引發的）。如果有人能找到Misaka在射擊後找到硬幣的例子，那顯然會駁斥質量能的說法。

最後，《神話破壞者》在此視頻中證明，以3倍的聲速（大約是子彈的速度）行進的硬幣只會使混凝土凹陷。

還值得注意的是（我記得不多），Misaka類型的“心理”力量大致基於對Schrdinger貓思維實驗的廣受歡迎，奇妙，雙重錯誤的解釋：知覺會影響現實，因此以正確的方式改變看法應該改變現實。（或者類似的東西。周圍有技術混亂的聲音，但這似乎是要點。）

因此，可以用另一種雖然不那麼有趣的解釋來解釋她的電磁炮的不均衡作用，但它可能是：Misaka自己對電磁炮應該有多強大的看法是錯誤的， 造成誇大的效果.

你們都忘記了一個基本事實，即在向水中射擊時進行1030 m / s的測量。阻力對射入水中的硬幣的影響遠大於通過空氣進行射擊時的阻力。空氣的密度幾乎是水的密度的一千倍。如果執行阻力方程，我們會得出18,466牛頓硬幣上的力大小。 [18466 = .5 * 1000kg / m ^ 3 *（1030m / s）^ 2 * .82 * 0.000042455m ^ 2]

.82是長圓柱體（如街機硬幣）的阻力係數，1000kg / m ^ 3是水的密度，.000042455m ^ 2是發射的硬幣的橫截面積。

如果我們反向執行方程以找出硬幣在空中的速度，那麼我們剩下的速度為29,428m / s。

聽起來更像是一架合適的軌道炮，不是嗎？

“某種魔法指數”有50本奇特的小說，13卷漫畫，2季動漫，一部電影和一些電子遊戲。

“某種科學的軌道炮”有2本輕小說，11卷漫畫，2季動漫，OVA和自己的電子遊戲。

在所有這些來源中（無論如何，我都無法回想），Misaka的軌道槍技巧暗示著它不是拱廊代幣（不是硬幣，這就是為什麼它甚至是含鐵的）都以三倍的聲速行進。

彈槍攻擊還有另一個怪異的特性-擁有反魔術拳頭的男孩Touma可以抓住它。（如《 Railgun》漫畫第1卷第7章所見。）

由於Touma可以消除它，這意味著即使在硬幣融化的同時，硬幣中仍然存在一些超自然現象。那種超自然的財產將是為什麼它的推力遠遠超過它單獨應有的動力的原因。

對於下一點，我沒有任何證據，但是我相信，Misaka的磁場在離開硬幣後一直在繼續推動硬幣。這將很好地解釋這兩種怪異之處。

我們不要忘記在那集裡她做了機器人手臂，因為那個人坐在她的硬幣範圍之外。在光束的盡頭，根本沒有硬幣。她解釋說，當她封鎖，抓住並開槍說手臂時，她通常使用硬幣是有原因的。

我懷疑有多種因素共同影響了她的破壞力，包括她指定的不良狀態，持續加速，慣性，自旋，高超聲速沖擊波以及物質可能轉化為血漿。

記住，她也可能會轉移精力來對抗後坐力和發射電磁炮的其他破壞性方面。這種屏蔽足以阻止定向瀰漫的核能爆炸，儘管當時Misaka筋疲力盡，但這些核能迅速融化了混凝土和鋼材。我確定這可能是足夠的能量，從而導致二次加速。