做個(gè)磁力炮

徐杰

電磁炮是一種不太昂貴，但具有高殺傷力和遠(yuǎn)程打擊能力的攻擊性武器。

2018年1月，某社交平臺(tái)出現(xiàn)了一組疑似中國海軍電磁炮上艦的照片。照片顯示，一艘22年前服役的072型坦克登陸艦——海洋山艦（936）經(jīng)過重大改裝后，艦艏出現(xiàn)一門體積龐大、造型怪異的艦炮。對(duì)于這門艦炮，有資深軍迷表示：這是中國海軍的電磁炮。

讓我們先來體驗(yàn)一下磁力炮的厲害吧！

實(shí)驗(yàn)材料

強(qiáng)力磁鐵、鋼珠、長竹簽。

實(shí)驗(yàn)過程

1.取兩根長竹簽，并排放置在木板上，寬度與強(qiáng)力磁鐵相同。

2.用膠帶將3個(gè)強(qiáng)力磁鐵黏貼在木板上，強(qiáng)力磁鐵之間的間隔約4～5cm（注：強(qiáng)力磁鐵之間的磁極為相異）。

3.在每個(gè)強(qiáng)力磁鐵前面放置2個(gè)小鋼珠，鋼珠的大小選用與強(qiáng)力磁鐵寬度（直徑）接近，避免太大或太小。

4.在最前端放置一紙杯，準(zhǔn)備擋住“炮彈”。

5.取1個(gè)小鋼珠靠近發(fā)射位置的強(qiáng)力磁鐵，距離以小鋼珠能被強(qiáng)力磁鐵吸引過去即可。

6.釋放小鋼珠，小鋼珠很快被吸引而撞擊強(qiáng)力磁鐵，并且傳導(dǎo)到最后一個(gè)強(qiáng)力磁鐵的小鋼珠。彈出的小鋼珠瞬間就將紙杯打飛。

科學(xué)原理

當(dāng)大石頭從山上滾下來時(shí)，石頭從高的位置就跑得很快，這是因?yàn)槭^的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能。同樣的道理，當(dāng)鋼珠在強(qiáng)力磁鐵間運(yùn)動(dòng)時(shí)，也是鋼珠的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能。

一開始，小鋼珠為靜止?fàn)顟B(tài)，釋放后小鋼珠被強(qiáng)力磁鐵吸引而具有動(dòng)能。當(dāng)撞擊到第1個(gè)強(qiáng)力磁鐵時(shí)，假設(shè)動(dòng)能為一個(gè)單位（1E）。小鋼珠被強(qiáng)力磁鐵吸住而靜止，動(dòng)能傳遞給另一邊第2個(gè)小鋼珠，此小鋼珠得到1E的動(dòng)能，而且被第2個(gè)強(qiáng)力磁鐵吸引而加速運(yùn)動(dòng)，在撞擊第2個(gè)強(qiáng)力磁鐵時(shí)，動(dòng)能增加一單位為2E。相同過程一直傳遞到第3個(gè)強(qiáng)力磁鐵的最后1個(gè)小鋼珠時(shí)，動(dòng)能已增加為3E。所以理論上（距離相等、沒有摩擦力等）最后1個(gè)小鋼珠的動(dòng)能為起始小鋼珠撞擊到強(qiáng)力磁鐵時(shí)動(dòng)能的3倍，而速度則增加約1.71倍（動(dòng)能與速度平方成正比）。同理，如果使用9組的強(qiáng)力磁鐵，動(dòng)能可以增加到9倍（速度增加3倍）。

如果使用電磁鐵做成電磁炮，不僅更加經(jīng)濟(jì)，威力也更大。