<div>랜들 먼로의 xkcd what if(한국 정발명 '위험한 과학책')을 보다가 '기관총으로 제트 추진기를 만들 수 있나' 라는 부분을 보았습니다.</div> <div><a target="_blank" href="http://whatif.xkcd.com/21/">http://whatif.xkcd.com/21/</a></div> <div><br></div> <div>여기에 따르면 AK-47은 추력중량비가 2정도 되어서 이 총을 세워 놓은 채 방아쇠를 당긴다면 발사와 동시에 총이 공중으로 뜰거랍니다.</div> <div> <div style="text-align:left;"><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201606/14667870476b0d69485a484483878057098008fd5b__mn432175__w1292__h322__f90905__Ym201606.png" width="800" height="199" alt="캡처.PNG" class="chimg_photo" style="border:none;" filesize="90905"></div>(국내 정발본 참고하였습니다.)</div> <div><br></div> <div><i>로켓이 만들어 내는 추진력의 크기는 (1)뒤로 얼마만큼의 질량을 내던지느냐와 (2)얼마나 빠른 속도로 내던지느냐에 달려있습니다. 추진력이 이 2가지의 산물이죠.</i></div> <div><i><br></i></div> <div><i>추진력=질량 방출률</i><span style="font-family:'MathJax_Main';font-size:17.76px;line-height:normal;white-space:nowrap;">×</span><i style="font-size:9pt;line-height:1.5;">방출 속도</i></div> <div><i style="font-size:9pt;line-height:1.5;"><br></i></div> <div><i style="font-size:9pt;line-height:1.5;">만약 AK-47이 1초에 8그램짜리 총알 10개를 초당 715미터의 속도로 발사한다면 추진력은 다음과 같습니다.</i></div> <div><br></div> <div><i>10총알/초</i><span style="font-family:'MathJax_Main';font-size:17.76px;line-height:normal;white-space:nowrap;">×</span><i>8그램/총알</i><span style="font-family:'MathJax_Main';font-size:17.76px;line-height:normal;white-space:nowrap;">×</span><i>715미터/초=57.2N </i><span style="font-family:'MathJax_Main';font-size:17.76px;line-height:normal;white-space:nowrap;">≈</span><i style="font-size:9pt;line-height:1.5;">13파운드의 힘</i></div> <div><i style="font-size:9pt;line-height:1.5;"><br></i></div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;">확실히 여기는 이해가 갑니다.</span></div> <div><br></div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;"> </span><div style="text-align:left;"><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201606/1466787544509f74d5cf63476dbe52dc2a799a3f3d__mn432175__w1169__h489__f95225__Ym201606.png" width="800" height="335" alt="캡처1.PNG" class="chimg_photo" style="border:none;" filesize="95225"></div><br></div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;"><i>AK-47은 스스로 땅에서 뜰 수는 있지만, 남은 추진력으로는 다람쥐 1마리도 들어 올리기 힘듭니다.</i></span></div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;"><i>그러면 총을 여러 개 사용해 봐야겠죠? 총 2자루를 땅에 대고 발사하면 추진력도 2배가 됩니다. 총 1자루가 자체 무게 외에 추가로 5파운드를 들어 올릴 수 있다고 하면, 총 2자루는 10파운드를 들어 올릴 수 있는 거지요.</i></span></div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;"><i><br></i></span></div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;">여기서 저는 총의 갯수를 늘린다는 것은 총이 들어 올릴 수 있는 힘에서 그 만큼 배로 늘리면 된다고 이해했습니다.</span></div> <div><br></div> <div>근데 여기서 막혔습니다.</div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;"><br></span></div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;"> </span><div style="text-align:left;"><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201606/1466788062a6941897c2d24df194bedeaae4773862__mn432175__w1286__h314__f118986__Ym201606.png" width="800" height="195" alt="캡처2.PNG" class="chimg_photo" style="border:none;" filesize="118986"></div><br></div> <div><i>하지만 문제가 하나 남았습니다. 탄약이에요.</i></div> <div><i>AK-47 탄창은 30발까지 장전이 가능합니다. 초당 10발이 발사된다면 3초 동안 지꼬리만큼의 가속이 붙겠죠,</i></div> <div><i>더 큰 탄창을 사용한다면, 가속을 증가시킬 수 있겠지만 거기에도 한계는 있을 겁니다. 250발 이상은 장전해 봤자 이득이 없어요. 그 이유는 바로 로켓 과학의 핵심적이고 근본적인 문제 중의 하나인, '연료가 본체의 무게를 늘린다'라는 점 때문입니다.</i></div> <div><i>탄알 하나의 무게가 8그램이고 탄피를 포함한 탄약(전체 총알</i> -책으로 봤을땐 몰랐는데 이거 링크타고 들어가니까 포탈2 패러디군요.<i>)은 16그램이 넘게 나갑니다. 그러니 250발 이상을 장전하게 되면 AK-47은 너무 무거워져서 지면에 뜰 수 없을 겁니다.</i></div> <div><i>이렇게 되면 최적의 장치는 250발을 장전한 AK-47 여러 자루(최소 25자루, 최적은 300자루 이상)가 됩니다. 이 장치를 아주 크게 만든다면 가속을 받아서 수직으로 초당 100미터에 가까운 속도를 얻을 수 있겠죠. 그러면 공중으로 약 500미터까지 올라갈 겁니다.</i></div> <div><br></div> <div>이런 결과가 도데체 어떻게 나왔는지 모르겠습니다.</div> <div>물론, 나중에 안 사실이지만, 저 글의 맨 마지막 줄에 보시면 </div> <div><a target="_blank" href="http://ocw.mit.edu/courses/aeronautics-and-astronautics/16-07-dynamics-fall-2009/lecture-notes/MIT16_07F09_Lec14.pdf">http://ocw.mit.edu/courses/aeronautics-and-astronautics/16-07-dynamics-fall-2009/lecture-notes/MIT16_07F09_Lec14.pdf</a></div> <div>여기로 링크가 걸려져 있습니다. 근데 영어라서...</div> <div><br></div> <div>추진력, 그러니까 N을 구했다 칩시다.</div> <div>근데, 거기서 60kg의 물체를 들어올릴때 식을 어떻게 세위야 하나요?</div> <div><br></div> <div>총알 갯수를 250개로 한다고 하니까 57.2N에서 25를 곱하면 1430N입니다.</div> <div>이것을 다시 9.8로 나누면 약 146kg의 힘이 나옵니다.</div> <div>여기서 총의 무게가 4.5kg(탄창의 종류마다 다르겠지만)라고 치고,</div> <div>거기서 탄두를 포함한 총알 1개의 무게가 16g이나까 250발의 총알 무게는 0.016의 250배인 4kg이라고 합시다.</div> <div>그럼 146-8.5=137.5kg의 힘을 추가적으로 더 낼 수 있겠지요.</div> <div>여기까지만 해도 충분할 것 같은데 말이죠. 근데 너무 무거워서 뜰 수 없다고 나와있네요.</div> <div>근데 300자루 이상이라고 하니 저기에 300을 곱해버리면 수가 엄청나게 커집니다.</div> <div>근데 그게 초당 100미터에 가깝다고, 공중으로 약 500미터까지 올라간다고 하니 이해가 되지 않는군요.</div> <div><br></div> <div>부탁드립니다. 식으로 자세하게 알려주세요.</div> <div>만약 저의 질문이 과게의 규칙과 맞지 않는다면 죄송합니다.</div>