一發含有一兆焦動能的炮彈的威力，是什麼概念？

02-07

一發炮彈含有1兆焦的動能，我這邊粗略算出了幾個模板。
1kg炮彈的話炮彈速度大概是1400m/s,5千克炮彈的話大概630m/s,10kg的話大概450m/s.讓我有個大概概念就行，只考慮實心彈，謝謝。
這麼說吧，我在小說中設計了一個人物，能力是念動力。
最大出力10000n，能力範圍100m，於是我就想到，讓這個角色模仿電磁炮，把一發炮彈用10000n力量推舉100m之後，會有什麼威力？
根據做工公式w=fs，再把問題理想化一點，這麼角色推舉出去的炮彈動能就有1兆焦，那麼這一兆焦的炮彈，能有多大破壞力？

1kgTNT爆炸可產生4184kJ的能量。

另一個炸藥代名詞C4的每公斤TNT當量約為1.3。

而現代戰爭中常見航空炸彈的裝藥量是數十至數百公斤。

Mk 84名義上重量為2,000磅（908公斤），實際重量則視引信、減速裝置和安定翼套件的不同，介於1,972磅（896公斤）到2,083磅（947公斤）之間。鋼製流線型外殼內裝有945磅（429公斤）Tritonal（80% TNT炸藥和20%鋁燃劑的混合物）高爆炸藥。

也就是說美國空軍或者海軍戰機送來的「大型問候」內含的TNT有1440MJ的爆炸能量，還附送免費的點燃效果（持續到目標燒盡或被驅散）。

看起來不怎麼樣啊。

但是這貨也有動能，畢竟是從飛機上投下來的，實際數據不詳，如果參照子彈的終端速度90m/s，按名義重量計算，動能達到7.35MJ。

而根據維基百科的資料，其破壞力為：

Mk 84炸彈爆炸後，會形成一50呎（15.2米）寬和36呎深（11米）深的彈坑。依據投擲的高度，它最多能穿透15吋（380毫米）厚度的金屬板或11呎（3.3米）厚度的混凝土，併產生飛散400碼（366米）的致命性破片。

可見動能目前主要用於穿透裝甲，因為其指向性較好。對於設施和人員的殺傷力還是化學能更強大。當然，若是達到隕石動能的數量級時，動能彈的殺傷力就很可觀了，因為在穿透之前被撞擊的物體已經被壓扁了(→_→)

再說題主的腦洞，暫且稱你的主角為「龍傲天233號」。

下面開始以腦洞填腦洞。

假設龍傲天233號嘗試加速一個重1kg的不明物體，加速度達到10000m/s^2，在真空中約34毫秒達到音速，141毫秒後脫離能力範圍，末速度約1414m/s。

實際上真空環境中這個看起來很誇張的加速度也就是現有火炮加速度的數量級，目前坦克主炮發射穿甲彈的炮口初速就高於這個數值，加速距離尚不足十米。

而且在大氣層內的加速過程也沒那麼簡單，越是高速運動空氣阻力越無法忽略。

前面提到過的終端速度，估算的是有空氣阻力的情況下自由落體的最高速度，在遠小於地球半徑的尺度上，重力和龍傲天233號的這個能力很相似。所以我們可以把終端速度公式中的重力加速度替換為233號提供的加速度，來估算不明物體的極限速度（現學現賣，請流體力學大牛打臉）：

$V_{t} =sqrt{frac{2mg}{ ho AC_d} }$

m=1kg，

g=10000m/s^2，龍傲天233號單位質量加速度，

$ho$ =1.293kg/m^3，空氣密度，不考慮運動的影響，

A=0.003m^2，迎風面投影面積，參考不明品牌型號汽車粗略按重量比例計算。

$C_{d}$ =0.5,參考汽車阻力係數範圍上限，隨手抄起的不明物體最後兩項參數能達到如此水準已經算運氣不錯了吧。

計算得終端速度約為3211m/s，看來龍傲天233號發射1kg不明物體不會超過極限速度。

再考慮加速至光速數量級的可能性，先看0.5倍光速，即1.5*10^8m/s。即使不考慮相對論和空氣阻力，欲在100m直線距離內勻加速達到此速度，需要在1.15毫秒內完成加速過程，加速度1.3*10^11m/s^2，需要被加速物體質量小於7.7*10^(-6)kg即0.0073g。

看來龍傲天233號還需要超強的感知能力，可以精確感知如此微小的物體的位置。

開發一下此項能力也許可以感知分子甚至原子？

他應該去CERN工作！

德國二戰期間，各型反坦克炮的穿甲數據 Armor Penetration Table

需要強調的是：炮彈的穿甲能力並非僅由總動能決定，而是由比動能（總動能/炮彈截面積），炮彈和裝甲的各自硬度和韌度，碰撞角度，裝甲厚度/炮彈口徑比率。。。等等一大堆因素決定，目前沒有經驗公式可以直接算出炮彈的穿甲深度。

另外如果炮彈速度超過 8000m/s，那麼還會有更多的變數，此時炮彈的硬度不甚重要，高速炮彈會象RPG射流那樣，穿甲過程類似流動的液體而不是剛體。

100萬焦耳的總動能的穿甲彈應該就是目前的長桿式穿甲彈的彈芯形狀

700克左右，速度 1700m/s，高硬度合金，大長徑比。

不過我不知道這玩意用來幹嘛，主戰坦克主裝甲多半打不穿，打其它裝甲目標則穿甲威力過剩，而殺傷後效不足。

汽油熱值約46MJ／kg

現在頂尖主戰坦克的炮口動能差不多就是10兆焦。

200gTNT的威力

補充一句，我不是問現實的問題，我想知道1兆焦有多大破壞力，這是我這個問題的核心。

目前是十幾兆焦的水平。

高水平APFSDS的動能比你這個高一個數量級。

差不多是二戰50mmPAK38的水平

現代120MM口徑主戰坦克的炮口動能就至少有2位數MJ的動能。算上裝葯都不一定打得穿敵方坦克的主戰裝甲。所以如果是實彈的話，破壞力還不如我的頭像

文科生表示一點也看不懂

問題換成：一發含有一兆焦動能的子彈的威力。

應該更能引起大家的腦洞開發。

我記得日報上曾經有個美國的核動力窖井蓋，速度很快

題主看看空想科學讀本吧。相對於抓住目標人群，設定什麼的，真的不是很重要。