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[교육/학문]

중력이 강해지면 폭발의 위력에 영향이 가나요?

글쓴이 : 오메가 날짜 : 2018-09-17 (월) 01:10 조회 : 626
글주소 : http://www.typemoon.net/qna/118451
그러니까 흔히 생각하는 폭탄의 폭발은 사방으로 강력한 압력과 파편, 그리고 열이 뻗어 나가면서 주위에 영향을 끼치는 걸로 압니다.

그런데 만약 이 폭발이 지구를 1로 놓을 때 2, 3  정도가 아니라 막 1000단위, 10000단위 이렇게 강한 상태라면 이게 폭발의 위력에 영향을 줇까요?

단순하게 생각하면 지구 기준의 폭약은 위력이 약화 될 것 같은데, 실제로는 모르겠네요.

어뢰 같은 수중무기만 가도 위력이 퍼져나가는 것에 차이가 있다고는 들었습니다


실제로는 어떤 결과가 나올까요?

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Leticia 2018-09-17 (월) 01:21
약화는 커녕
애초에 폭발도 못하고 가루가 될텐데요;;;
지구1기준 1만이면 블랙홀 아닌감
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오메가 2018-09-17 (월) 08:47
그야 당연히 폭탄은 신경 안 쓰는 거지요. 1만은 그냥 하나의 예시에요.
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Rhyneid 2018-09-17 (월) 09:36
반지름이 지구와 동일하다고 가정시 중력이 1만이면 질량이 1만배가 된 거니까 탈출속도는 112km/s가 되겠군요. 아직 블랙홀이 되기에는 멀고도 멉니다……

일단 중력이 강하면 『대기 밀도와 대기압이 높을테니』 지구 기준의 폭약은 위력이 약화되겠군요.
폭약이 터지는 과정중 하나로 폭압이 외부 압력을 이겨내야 하는데 대기 밀도가 높으면 아무래도 대기압을 상쇄하는데 많은 에너지가 소비될테니까요. 게다가 폭발의 위력은 결국 폭압과 파편의 이중피해로 발생하게 되는데, 폭압은 높은 대기압에 에너지가 소비되고, 또 높은 밀도의 대기를 뚫고 오면서 에너지를 많이 상실할테고, 파편도 결국 그 스피드가 (높은 대기밀도로 인해 극단적으로 낮아졌을)종단속도를 돌파할 수준의 에너지를 지니지 못했다면 스피드가 엄청나게 떨어져서 위력이 극단적으로 낮아질겁니다.
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룸펜 2018-09-17 (월) 23:38
고중력 환경에서의 영향에 대해서는 잘 모르겠는데... 음, 예로 드신 것은 조금 생각해봐야 합니다.

폭발의 위력(주로 충격파 형태)은 폭발 압력이 주변 매질을 밀어내는 것에 영향을 받습니다. 그래서 매질의 밀도가 낮은 대기 내에서 폭발의 충격파는 그리 멀리 나가지 못합니다. 하지만 폭탄의 파편을 가로막을 물건도 그만큼 적다는 의미이므로, 지상에서 폭탄을 터트리면 파편이 훨씬 위력적이죠.
하지만 매질이 꽉꽉 들어찬 수중에서는 반대로 충격파가 밀어낼 매질이 많아서 폭압이 더 잘 멀리 전달됩니다. 하지만 파편은 물 입자에 걸려서 얼마 가지 못하고 떨어지죠.
그래서 지상에서 수류탄을 터트리면 몇 미터 떨어져서 엎드려서 파편을 피하면 살 확률이 높습니다. 하지만 수중에서 수류탄을 터트리면 파편은 거의 영향이 없지만 폭발 충격파로도 사람이 죽을 정도입니다.

또한 우주의 진공에서는 밀어낼 매질이 없기에 폭발의 위력이 매우 낮습니다. 하지만 파편은 뭔가 닿을 때까지 무한대로 퍼져나가죠. SF물에서 근사하게 폭발 일어나는 장면이 많습니다만, 실제로는 폭발의 효과가 대기권보다 확 줄어들 거라네요. (물론 함체 내에 피격해서 폭발하면 함체 내 공기 덕분에 효과가 그대로 일어납니다만)

고중력 환경도 강한 폭풍이 불 수 있습니다. 목성의 폭풍 같은 것을 생각해보면 말이죠.
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Rhyneid 2018-09-17 (월) 23:45
그 탓에 저도 확신이 없네요. 일단 폭압쪽은 밀도 고려를 하지 않은 상태라서 단순하게 위력감쇄가 일어날 거라고 지레짐작한 상태입니다. 처음에는 충격파면의 위력도 고려해보려고 했는데, 충격파면이 발생하기까지의 총 에너지 감쇄요인과 반대로 고밀도상에서의 충격파면의 충격량중 어느쪽의 영향이 더 큰 지 알 수 없어서…… 파편쪽은 "틀림없이" 위력이 줄어듭니다.
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오메가 2018-09-18 (화) 04:13
음, 기본적으로 폭발의 위력을 결정하는 요소들은 다 약화군요.
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Rhyneid 2018-09-18 (화) 12:47
충격파면의 위력은 그 매질에서의 음속과 동일하다고 볼 때, 음속이란 밀도와 체적팽창률에 좌지우지됩니다. 중력이 강하면 대기밀도가 상승하게 되는데, 충격파면의 스피드는 기본적으로 밀도의 제곱근에 반비례하며, 체적팽창률은 이상기체라 가정시 압력에 비례합니다.

V=√(K/ρ)
K=γP
즉, V=√(γP/ρ)
(K=체적팽창률 / ρ=밀도 / γ=열용량비 / P=압력)

여기서, 매질이 동일한 기체라고 가정하겠습니다.
대기압을 결정하는 요소는 여럿 있기 때문에 뭐라고 딱 꼬집어서 말할 수 없고, 밀도가 중력에 비례하는 것도 아니므로(※대기량이 지구와 동일하다고 가정하고, 행성 반지름도 지구와 동일하다고 가정시에 실질적인 대기권의 끝까지의 부피가 압축된다고 가정시, 중력과 대기권 끝까지의 높이는 함수관계를 갖고, 이 함수관계에 따라서 3중적분을 행한 것이 대기권의 실질 부피. 그 부피에 들어가는 대기량은 일정하므로 중력에 의한 대기권의 부피 변화율에 반비례하는게 밀도) 딱히 뭐라 말할 수 없겠군요……

계산상 너무 복잡해지기도 하고, 무엇보다 충격파면의 스피드가 위력을 결정하는게 아니라, 충격파면의 밀도, 스피드, 그리고 그 곡률같은 복잡한 요소가 전부 총동원되야 하므로 뭐라고 할 수 없습니다.
즉, 파편은 틀림없이 위력이 감소하지만, 충격파면만큼은 초기조건부터가 파악하기 힘든 상태죠.
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오메가 2018-09-18 (화) 17:10
그러면 리버스 그레비티인가 같은 능력으로 중력만 늘리면 어떻게 될까요?
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Eida 2018-09-19 (수) 12:27
먼로 효과 : 일단 나랑 대화하자.
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오메가 2018-09-19 (수) 17:10
먼로 효과면 폭압?이 집중되게 하는 방식으로 만드는 바주카류에서 쓰이는 그거 말인가요?
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귀갑묶기 2018-09-19 (수) 22:26
반대로 무중력 상태에서 화약 기폭에 대한 실험한게 있습니다. 
결론은 무중력 상태에서는 폭발이라는 화학작용이 불안하게 발생하기 때문에 무중력 상태에서는 화약등을 사용하지 않는 거 였습니다.

과중력 상태라면 잘 모르겠지만, 일단 폭발이라는 화학작용에도 영향을 끼치지 않을까요. 

그리고 폭발의 위력이라는 건 해당 폭발물에 따라 다르지 않을까요. 
크레모어 처럼 파편을 날리는 형태라면 약해질거고, MOBA처럼 열폭풍으로 사람 때리는 애들이라면 쌔질꺼 같구요. 
애초에 폭탄의 종류부터 알아야 하지 않을까요. 
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오메가 2018-09-19 (수) 22:29
흠, 제가 너무 광범위하게 말했군요. 근데 MOBA?같은 폭탄은 왜 고중력에서 강해지는 건가요?
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모던워페어 2018-09-20 (목) 02:30
진공(우주)에서 폭발과 대기(지구)에서의 폭발. 수중(바다)에서 폭발의 위력은 동일 장약이라도 각기 다릅니다.

폭발을 받아주는 매질이 있느냐 없느냐의 차이인데 대기압(압력+밀도)이 높다면 당연히 그만큼 영향이 갑니다. 중력=대기압이 아니라 중력이 높다고 대기압이 높은건 아니에요. 블랙홀처럼 중력에 붙잡히는 사례가 있으니 전혀 없는건 아니지만..

수중무기(어뢰야) 직접적인 폭압을 맞지않아도 물이 충격에너지를 전달해줍니다. 우주야 방해할 매질이 없으니 폭압을 직접 맞고요. 핵폭탄에 사용되는 폭축 렌즈 같은 경우는 아예 폭발력으로 핵물질을 임계수준까지 뭉쳐서 연쇄반응을 일으킵니다.

매질=방패라고 생각하고 폭발력=충격력=운동(타격)에너지라고 생각하면 편합니다. 무겁고 단단한 방패일 수록 충격을 잘 흡수하고 잘 막겠죠.? 고중력 상황에선 폭탄의 무게도 무거워지기 때문에 동일 상황이라도 중력이 다르면 폭발력이 다르겠죠.

다만 고온고압이 필요해 핵분열로 핵융합을 일으키는 수소폭탄같은 경우 폭발력이 달라지는 건 확실합니다. 폭발이든 폭굉이든 빛이든 중력이 어마어마하게 강하면 중력에 붙잡히면서 감소할 겁니다.
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