Si se deja caer una caja de 1’x1 ‘desde 300 km sobre la tierra, ¿qué sustancia causaría el mayor daño por una caída libre? ¿O literalmente algo de ese tamaño se quemaría en la atmósfera?

Answer 1

Si se deja caer una caja de 1’x1 ‘desde 300 km sobre la tierra, ¿qué sustancia causaría el mayor daño por una caída libre?

Uranio, pero no haría mucho a menos que golpeara su bote.

No entiendes por qué los objetos se queman en la atmósfera. Si simplemente pudiera sostener y objetar 300 km hacia arriba y soltarlo, caería directamente hacia abajo, acelerando a casi 6 veces la velocidad del sonido antes de encontrar suficiente aire para detener su aceleración.

Si el objeto estuviera hecho de madera, no tendría mucha masa y disminuiría a subsónico sin calentarse mucho, golpearía el suelo y haría un pequeño agujero lleno de leña.

Si estuviera hecho de, oh, aluminio, digamos, si se calienta un poco, baja a subsónico y se estrella a unos cientos de millas por hora.

Si estuviera hecho de uranio o plomo o algo así, comenzaría a calentarse y disminuir, pero probablemente no se calentaría mucho más de aproximadamente 400 F (225C) antes de tocar el suelo a algo por encima de la velocidad del sonido.

Si llegara a su o su yate en su apartamento de Manhattan, sería un día interesante y probablemente desagradable. Pero no sería un cataclismo.

Cuando los objetos caen de la órbita, ya están viajando alrededor de 20 veces la velocidad del sonido, y viajan paralelos al suelo, por lo que esencialmente todo su impulso debe convertirse en calor. Las únicas cosas que probablemente sobrevivan a ese tipo de calor sin quemarse son los metales refractarios (motores de cohete), la cerámica y cualquier cosa protegida por una cubierta puede absorber la energía, como una cápsula espacial protegida detrás de un escudo térmico ablativo.

Sin hacer ningún cálculo, sin embargo, voy a seguir con mi respuesta. Una caja de 1 ′ x 1 ′ de uranio sólido probablemente haría el mayor daño. Al caer de la órbita, la superficie exterior se quemará, dejando quizás un cubo redondeado de 7 “x7” para intentar hundir su casa flotante nuevamente, probablemente por encima de la velocidad del sonido.

Answer 2

Gracias por el A2A.

Veo que otros carteles ya han mencionado el uranio y el plutonio, que fueron las primeras sustancias que se me ocurrieron debido a su densidad y el consiguiente impulso terminal. Pero podemos hacerlo mejor que eso: o)

En cuanto a la sugerencia de Daniel de neutronio: sí, si pudieras crear neutronio y mantenerlo estable, pero esos tipos de fuerzas extremas y la tecnología necesaria para producirlos están muy por encima de nosotros; después de todo, requieren algo con el campo gravitacional de una estrella entera. .

No, mi sugerencia es antimateria . Cuando la antimateria hace contacto con la materia ordinaria, ¡se vuelve BOOM! No importa qué tan rápido esté viajando (en el escenario previsto por la pregunta, su velocidad a través de la atmósfera de la Tierra es solo una consideración menor); cuando impacta la materia ordinaria de la atmósfera de la Tierra (probablemente ni siquiera llegaría al suelo, ya que la reacción sería tan violenta), estás hablando de la conversión total de toda su masa (y una cantidad equivalente de masa del materia ordinaria en la atmósfera) a energía pura, y no hay nada en el universo más devastadoramente explosivo que eso.

Por supuesto, la antimateria es extremadamente difícil y costosa de producir en la Tierra (es la sustancia más cara en la Tierra debido a esto, estamos hablando de billones de dólares por gramo ), y solo podemos producirla en pequeñas cantidades usando potentes aceleradores de partículas como como el LHC (aunque se producen rutinariamente cantidades muy pequeñas de antimateria por la desintegración radiactiva natural, como en la desintegración de los radioisótopos de potasio, como se encuentra en los plátanos (sí, ¡los plátanos producen antimateria!)). Y tendría que ser eléctricamente neutro, o se volaría a sí mismo a través de fuerzas electrostáticas, por lo que estamos hablando de antimateria atómica , en lugar de solo antipartículas; en otras palabras, necesitaría ser anti-átomos estables hechos de anti-protones y anti-electrones (positrones).

El anti-átomo más fácil de producir podría ser el anti-hidrógeno, pero el hidrógeno es gaseoso a temperaturas muy bajas, por lo que incluso si pudiéramos hacer un ‘hielo’ anti-hidrógeno sólido (y no estoy seguro de que incluso hayamos hecho hielo de hidrógeno ordinario todavía) , aunque la posibilidad de tal estado de hidrógeno ha sido hipotetizada durante algún tiempo, creo), sería térmicamente inestable y se evaporaría rápidamente, tal vez incluso antes de que llegue a la atmósfera superior. El anti-helio sólido es imposible, ya que el helio sigue siendo un líquido en cero absoluto. El siguiente átomo más grande sería anti-litio. Esto funcionaría: el litio es un metal y es sólido a temperatura ambiente, por lo que no hay problemas con la inestabilidad térmica.

Entonces, sí, si tuviera los recursos financieros y tecnológicos para producir un cubo de antilitio de 1 ″, y lo dejara caer en la atmósfera de la Tierra desde 300 km de altura, sería un espectáculo de fuegos artificiales increíble, daría a todos dentro de la línea de visión de es un bronceado instantáneo, y probablemente cause devastación en un área bastante amplia de la superficie de la Tierra inmediatamente debajo de su punto de entrada a la atmósfera, dependiendo de qué tan adentro haya penetrado. Si esto todavía suena un poco exagerado, recuerde que solo tomó alrededor de 0.5 gramos de masa convertida en energía pura (equivalente a aproximadamente media cucharadita de azúcar) para nivelar Hiroshima … [1]

[1] La explosión de Hiroshima fue equivalente, de manera conservadora, a alrededor de 12 kilotones de TNT, así que si quieres saber la explosión que produciría un cubo de antilitio de 1 “, encuentra la densidad del litio sólido, calcula la masa de un 1” cubo de él, multiplique esto por 2 (para la masa equivalente de atmósfera aniquilada), divida por 0.5 gramos (la cantidad de conversión de masa de Hiroshima) y el número con el que termine será el rendimiento equivalente a Hiroshima de su cubo de 1 ″ de antilitio Lo dejaré como un ejercicio para el lector (mórbidamente) curioso: o) …

… De acuerdo, no pude resistirlo, e hice el cálculo yo mismo; la respuesta está en los comentarios, para aquellos que son flojos.

Answer 3

Hmm Daño a las personas? ¿Daño en el suelo (p. Ej., Cráter)?

El daño máximo a las personas sería causado por un cubo de polonio-210 de 30 cm. Polonio

Su masa sería de aproximadamente 270 kg, y como metal probablemente sobreviviría a los efectos de arrastre atmosférico para impactar como una sola unidad.

La velocidad máxima en el camino hacia abajo sería de aproximadamente 60 km de altura, donde comienza el aire (esto es arbitrario, pero razonable para los cálculos de la parte posterior de la envoltura). La ecuación cinemática (v ^ 2 = u ^ 2 + 2as) da una velocidad máxima de aproximadamente 2.1 km / seg; donde u = cero ys = 240,000 metros, y g permanece esencialmente constante durante la distancia de caída.

Su velocidad terminal es más fácil de calcular si fuera una esfera, y usando las fórmulas que se describen aquí

¿Cuánto tiempo tomará un objeto que cae para llegar al fondo del océano más profundo?

Usando los valores apropiados, la velocidad terminal (* no * velocidad máxima) sería más que sónica (> 360 m / seg), por lo que cavaría un hoyo generoso. Parte de la esfera se dispersaría en el entorno circundante con la eyección.

La toxicidad alfa para los humanos sería el problema principal. LD50 declara que LD50 para el polonio 210 es de alrededor de 1 microgramo por persona. Como tienes alrededor de 270 kg de las cosas …

Nota al margen: – El rover Curiosity aterrizó en Marte hace cuatro años. Al descender, la etapa de descenso expulsó dos masas de tungsteno como parte del descenso. Las masas pesaban alrededor de 75 kg cada una y se expulsaban a alrededor de 5,8 km / s justo antes de la entrada a la atmósfera. En el impacto cavaron algunos pequeños cráteres, visibles desde el MRO en órbita. El tamaño de los cráteres no se ha declarado a mi entender.

Cráteres de Marte creados por el hombre más allá de la curiosidad Alcance del explorador

Saludos, Tony Barry

Answer 4

Si solo estamos interesados ​​en daños por impacto y cosas no exóticas, son explosivos.

Como señaló Tony Barry, incluso un cubo muy denso solo golpeará el suelo a la velocidad del sonido. Un cubo de uranio debería golpear el suelo con tanta energía como unos 10-20 kg de TNT. Pero, un pie cúbico puede contener 47 kg de TNT. Probablemente obtendrá el mayor daño al encontrar el explosivo más poderoso por volumen.

Como otros han dicho, los venenos, las armas biológicas, el polvo radiactivo, etc. terminarían lastimando a más personas, pero en realidad, los grandes auges son mucho más divertidos.

Answer 5

Una persona aquí dijo uranio. Supongo que significaban uranio con una relación de isótopos similar a la que se encuentra en la tierra. Si. Eso tendría un impacto justo. No se quemaría, siempre y cuando lo dejemos caer desde esa altura, en lugar de tenerlo a alta velocidad. (La gente no entiende cómo funciona).

Sin embargo, creo que también tenemos algunas opciones más interesantes. Si el uranio es puro 235, o plutonio 240, podemos tener masa crítica en ese punto. No creo que consigas una bomba atómica, pero tendrías una fisión significativa y la liberación de radiación e isótopos radiactivos de varios elementos.

Sin embargo, podemos hacerlo mejor. Hagamos la caja con el neutronio degenerado que se cree que existe en las estrellas de neutrones. No es estable fuera de ese entorno (creemos). Pesaría, creo que un poco más que el asteroide que mató a los dinosaurios. Si de alguna manera fuera estable durante unos minutos para caer El daño de la masa, y probablemente la gravedad sería inmensa. Si suponemos que no es estable, los neutrones se descomponen rápidamente en protones y electrones. Esto debería liberar mucha energía y se calentaría a quizás millones de grados y explotaría. Sospecho que la superficie se esterilizaría, aunque no estoy seguro y los océanos pueden sobrevivir. Quizás sería lo suficientemente estable como para llegar al suelo, luego los neutrones se descomponen lo suficiente como para explotar. Todavia mal.

Si quiero volverme realmente loco, hagámoslo de materias extrañas / extraños con quarks extraños. Esto terminaría liberando una cantidad similar de energía que la estrella de neutrones, o transformaría toda la tierra, y quizás el universo en materia extraña. Eso sería malo

Answer 6

El material que compone los agujeros negros, supongo. Incluso a 1 * 1 * 1 pie2, la densidad promedio de un agujero negro bastante grande, incluido el horizonte de eventos, es 1.85 * 10 ^ 19 kg por metro en cubos. reduciendo eso a la medida dada, la caja pesaría 5,24 * 10 ^ 17 kg. Los agujeros negros se vuelven más densos a medida que se hacen más pequeños, por lo que es seguro que la estimación de peso proporcionada por esta escala sea al menos el peso de Un agujero negro real de este tamaño. La velocidad terminal para un agujero negro de ese tamaño sería 1.22 * 10 ^ 10m / s, y tendría una energía cinética de 3.9 * 10 ^ 37 julios, o 9.3 * 10 ^ 21 megatones de TNT. Se estima que el asteroide que mató a los dinosaurios tenía alrededor de 4.2 * 10 ^ 23 megatones, por lo que posiblemente podría matar la mayor parte de la vida en la tierra.

Answer 7

Yo haría el bloque de WC, carburo de tungsteno. Tiene una densidad de 15.93 y un punto de fusión de alrededor de 3000 C. No es tóxico, por lo que el único daño será el impacto. Dejaré que el estudiante diligente calcule el peso, la velocidad terminal y la energía de impacto.

Answer 8

U235 cerca de la masa crítica.