回复:16楼
已经有人就算过了吧,那么激动

【空想科学 图书馆通信】
柳田大神每周都接受来自日本各地学生关于空想科学的提问,给予解答后以传真的方式发送到各学校的图书馆,这就是《图书馆通信》。这些通信最后会收录到《空想科学读本》中去。本次翻译的就是其中一篇,关于一方通行的提问。
■ 今周的提问:
《魔法禁书目录》中登场的一方通行,为了破坏连核弹都能够抵御的大厦,而使地球的自转减慢了大约5分钟,然后把那部分能量投掷出去。这个攻击的威力到底有多大呢?
蓝色的地球是大家的东西。使用那个利用自传能量的攻击,是霸占人类共有的财产的非常自私的行为。但是,这个攻击到底有多大威力呢?
■ 威力相当于2100亿枚氢弹爆炸
地球的质量是60垓吨(ZC:垓=10^20,比较准确的数字是5.9742×10^24kg)。垓是兆的一亿倍(ZC:日本的兆相当于10^12,而不是我国的10^6。往后文字单位注释以此后不再翻译,直接使用科学记数法,可以参考日文维基的相关词条)。地球的半径是6400km,自转造成赤道的速度是时速1700km。自转所需的能量够全世界用57亿年,或者相当于4×10^12枚氢弹爆炸的能量。
一方通行从中去取出了一部分能量。虽然可以确定是很恐怖的破坏力,但是“自转减慢5分钟”到底有多大的能量呢?
这取决于一方通行是在9月30日的什么时间使用能力的。战斗开始的时间是晚上的7点02分。从车上逃走,到废物处理场战斗之后,使用能力大概是晚上9点左右。这个时候,地球还有3小时就要转完一圈了。减慢5分钟就相当于原本用3小时转过的角度,现在需要3小时零5分钟才能转完,速度减慢为原来的97.3%。
能量是速度的平方,所以能量是原来的94.7%。。也就是说,一方通行夺取了自转5.3%的能量。这相当于2100亿枚氢弹爆炸的能量。换成炸药的话有330京吨(ZC:京=10^16)。如果铺满全地球的话会厚6.4km。
ZC:转过的角度是固定的,设原来的速度为a,时间180min,减慢后需要185min,设减慢后速度为x,即 180a=185x,x/a=0.973。
使用公式e=Iw^2/2计算,w为地球转动的角速度。因为x:a=0.973,约掉I/2,E(x):E(a=0.937^2,也就是0.947。
假设地球是完美球体,密度均匀的话,自转的动能就是2.58×10^29J。一方通行夺取到的能量就是1.37×10^28J。史上著名的“沙皇炸弹”(TNT当量5000万吨)爆炸的能量约为2×1017J。一方通行的夺取到的能量是其655亿倍。美国目前最大当量测试弹头Castle Bravo当量为1500万吨TNT,能量为6.3×10^16J,一方通行夺取到的能量就是其2100亿倍。
伪基百科:旋转动能
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互动百科:爆炸当量
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中了这招还能毫发无损的大楼存在吗?如果直击地面的话,可是会造成直径4000km的的大坑,把日本列岛漂亮的从地图上清出去。
■ 本州岛中央部分毁灭
一方通行用这股能量投掷水泥块。他的攻击方式有什么问题吗?
如果水泥块的重量有10t的话,把地球自转的5.3%能量加到上面,水泥块就会以光速的99.9999999999998% 飞出去。这个宇宙中没有物体能够超过光速,只能够无限逼近光速
一个物体在空气中以这个速度飞行,与空气碰撞产生的温度可以上升到47×10^12度。目标建筑会在瞬间被蒸发(说一个知识,高速物体在空气中移动产生高温并不是因为摩擦,因为超过音速后空气会被高速排开,自物体前端形成一个锥形。高温产生的原因是空气在物体前部被极限压缩。陨石冲入大气层时产生高温就属于这种情况,另,不清楚这里的温度单位是华氏度还是摄氏度,太阳表面的温度约5500摄氏度,9900华氏度,中心温度约15000000摄氏度。47兆如果是华氏度的话,约等于26兆摄氏度。无论怎么算,一方通行这里都是造出小太阳了。)