美國大片中手槍發射子彈後坐力很小,為何中彈者被打得飛起?

真正打過手槍的人不多(不要誤會),但“沒吃過豬肉”基本上也都算是“見過豬跑”吧,大家對於手槍的認識多少是有一些的。

電影裡的打手槍

絕大多數人是從電影裡看到打手槍的鏡頭,比如說好萊塢的大片和某些“神劇”中,猛男與美女們常常是一言不合就拔槍相對,那些手槍又大又重,即便不扣動扳機,端在手裡也依然充滿著力量感。

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這手槍是不是很酷

單手舉槍已經很帥氣了,但導演們依然覺得不足夠,畢竟觀眾的慾望是無窮的。於是美女們紛紛上演雙槍射擊的好戲,左右開弓,令人我等大飽眼福。

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雙槍小姐姐

在電影裡,槍是道具,更是一種武器,所以開槍的效果會更好。火光閃過之後,中彈者向後飛起、重重地摔倒在地,演員手裡的槍卻只是輕輕晃了晃。

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單手發射

是不是大呼過癮?

在過完眼癮之後,熱愛科學的你一定會產生這樣的思考:為什麼演員手裡的槍後坐力那麼小,她射出的子彈卻能殺人?又為什麼對方被子彈射中之後又能被打得飛起來?難道物理課上講的動量守恆不存在嗎?這都是些好問題。

咱們先來談談槍的後坐力

老粥只摸過手槍沒打過手槍(我說的是真手槍),不過,年輕時參加民兵訓練,步槍還是打過的。當時用56式半自動步槍實彈射擊100米處的胸環靶,5發子彈我打出47環的好成績,為此很是得意過很長時間。靶場上槍的響聲和發射時的後坐力至今記憶猶新:響聲很脆但不震耳,由於按人武部教員的要求抵肩很緊,槍的後坐力也不如想象中的大。比起下圖這位老兄感覺是差遠了,這是多麼痛的領悟!

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啊,多麼痛的領悟!

步槍子彈裝藥量大、彈頭重、速度快,其後坐力大可以理解。相比之下,手槍通常用於防禦,它強調的是便攜性,所以槍管短、子彈小,發射速度要慢許多,因此手槍發射時的後坐力與步槍相比是差很遠的。

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姿勢不對的後果

看到什麼了?沒錯,她把自己打了。從畫面可以看出有人教過她應該雙手持槍,只是這支槍對於她的手來說太大了,由於握持不緊才導致槍口因後坐力上跳,打了自己的頭。下面這個女孩子比她要幸運一些,她的Smith&Wesson 500左輪手槍直接脫手,看起來沒有受傷。

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這手槍太大了

如此看來,手槍的後坐力還是很大,並不像電影裡宣傳的那樣,窈窕纖弱的女主角單手舉著大口徑手槍就能連續射擊。

正確的持槍姿勢是怎樣的?

即便是一個壯漢,他也會嚴肅對待手裡的武器,首先要站穩了,身體前傾手臂伸直,雙手持槍。

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正確的持槍姿勢

這樣是不是很帥?當然很帥!她是參加射擊比賽的女警察。

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射擊比賽的持槍

只是為了帥才這麼做嗎?當然不是。這樣做是有科學道理的。

我們知道手槍在擊發的時候,子彈筒內的發射藥會被點燃並劇烈燃燒,火藥產生強大的壓力在匣機內無處可去,只能推動彈頭衝出槍口。與此同時,火藥產生的熱氣流也從槍口一併噴出來,形成火焰和響聲。

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子彈出膛瞬間

手槍給了子彈頭一個向前的力,同時,子彈和噴出的氣流也給手槍一個反方向的力。按照牛頓第二運動定律(動量守恆定律),手槍獲得向後方向的動量等於它給到子彈的前進動量與噴出氣流的動量之和。

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子彈、火藥氣與槍的動量

從上面這張受力分析圖,我們不難看出,手槍後坐力的軸線與它的重心並不在同一條線上,而是存在一個距離R,在握持手槍時,我們的虎口頂住的也是在重心後方的位置。當子彈飛出之後,在後坐力的推動下,槍口不可避免地會上翹。為了控制住槍身,一個辦法是雙手持槍,用左手抱住右手,同時壓住槍柄下端,以平衡槍管軸線上的後坐力。

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雙手持槍

即便如此,子彈出膛的瞬間,槍還是會不可避免地會上跳。

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槍口上跳及上彈過程

記住:單手射擊只在迫不得已的時候才能使用,並且你需要多多練習(你就當我沒說),只有經過嚴格訓練並且臂力超群的士兵才能做到單手持槍快速瞄準射擊。

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單手射擊不是誰都玩得好

手槍的後坐力有多大?

這個問題不嚴謹,並且沒有標準答案。

事實上,我們的手在發射的過程中感受到的是槍身向後運動的動量而非靜止的力。如前文所述,這個動量是子彈向前以及火藥氣體噴出的動量之和。但是動量傳遞到我們手上時還會受到另外一些因素的制約:槍支的重心、槍支自身重量(會隨子彈剩餘數量的變化而變化)、槍支復進機構對動量的消耗等等。

一般來說,一支空重0.65千克的格洛克手槍發射9毫米子彈,它的後坐力約為3.5N·s,請注意,這裡的後坐力指的就是槍支向後的動量;

同樣地,一支點50口徑的Smith&Wesson 500左輪手槍空重達1.6千克,它的後坐動量達到16.7N·s,也難怪上面那個玩槍的女孩子直接脫手了。

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手槍子彈大多不是尖頭

決定槍支後坐力的因素很多,並不是說槍越重它的後坐力越大,事實上子彈的裝藥量、彈頭的重量和槍管的長度才是影響到其後坐力的主要原因。

子彈越大,彈頭越重,槍管長,槍的後坐力越大。

子彈動量與殺傷力

一枚9毫米子彈頭重8克,在射出槍膛時,它給到手槍的後坐力(動量)大約是3.5N·s,而子彈自身的速度約為358m/s,也就是說子彈自身的動量約為2.86N·s,我們知道,其它的動量是噴出的氣流,在發射子彈過程中動量是守恆的。

那麼問題來了,為什麼3.5N·s最多隻會讓槍脫手,而2.86N·s卻能將一枚圓頭的子彈射入人體並造成巨大傷害呢?

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射擊瞬間

確實,如果你用手捏著這枚子彈頭,即使使用很大的力氣也很難將它塞進皮膚裡。因為我們的身體富有彈性,子彈只會讓皮膚變形而無法令其破裂。

我們知道動量的公式:P = mv

在物體質量m一定的情況下,速度v與動量P成正比,動量越大代表其速度越快。

一般來說,穿透人體皮膚造成創傷需要80焦耳(J)以上的能量,大於100J可以致死,而實際上大於1.8J的小彈珠就可以讓你肚皮上的紅點保持很久了。想一想,如果打的是孩子呢?

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1.8焦耳動能留下的彈痕

我們又知道子彈能量的計算可以用動能定理:

Ek = 1/2 mv^2

在這個公式中,一顆子彈的動能與它的質量成正比,同時還與它速度的平方成正比。也就是說,子彈的速度越快,其殺傷力是成指數放大的。

為什麼會這樣?

這是因為肉體的彈性受到時間的限制,也就是說皮膚的變形需要時間,子彈撞擊的速度越快,肉體就顯得越“脆”。

重8克的9毫米手槍子彈,出膛速度約358m/s,它的動能高達500J,即便在30米開外也足以致命了。

7.62毫米步槍子彈與5.56毫米子彈哪一個殺傷力更大?有人可能會說,“口徑即正義”,7.62毫米子彈更大更重,當然它的殺傷力更大啦!事實並非如此。我們通過前面的動能定理已經知道,子彈的重量確實影響到其動能,但之所以許多國家紛紛發展口徑更小的5.56毫米步槍,就是看中了它可以在裝藥量更少的情況下提供更快的槍口速度。子彈的動能與速度的平方成正比,因此許多5.56毫米步槍擁有更大的殺傷力。當然了,子彈的殺傷不僅在於速度,鑑於其它因素超出本文討論範圍,不再贅述。

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M16步槍連續射擊的後坐力,注意看槍口

子彈會把人打得飛起來嗎?

1焦耳能量相當於2千克的物體以1米/秒移動的動能,看起來擁有500J動能的子彈讓一個人跳起來問題不大。

子彈擊中人體屬於非彈性碰撞,子彈會造成皮膚、肌肉破損、骨胳和內臟破碎,一部分子彈在體內運動過程中自身也會變形甚至破碎。也就是說這顆子彈絕大部分的動能都在擊中目標的過程中轉化成為熱能損失掉了,沒有多少動能可以將人推得飛起來。事實是,許多人在中彈瞬間根本就不會動一下,他可能會覺得自己被打了一拳,但這“一拳頭”的能量基本都化為破壞身體的熱量了。

中槍者之所以倒下,一部分是出於“我中彈了”的心理預期,另一些是中樞神經受損從而失去對身體的控制,還有的乾脆是被打斷了腿。

美國大片中手槍發射子彈後坐力很小,為何中彈者被打得飛起?

中槍立刻倒地的原因有很多

總結:

我們用了2600字的篇幅描述了手槍後坐力與子彈殺傷力之間的關係,現在做一個簡單回顧。

手槍在發射子彈時是有後坐力的,火藥的能量足以讓你的槍脫手,所以打手槍時必須小心。姿勢很重要,力量也很重要。

電影裡的演員們用的也許是真槍,許多時候她們發射的只是空包彈。這種子彈沒有彈頭,發射藥量也比較少,因此你會看見很大的火光聽見聲響,但後坐力卻非常輕微。

美國大片中手槍發射子彈後坐力很小,為何中彈者被打得飛起?

手槍很穩,因為打的是空包彈,注意看彈殼

子彈的殺傷力更多地取決於彈頭飛行的速度,速度越快的子彈動能越大,殺傷力也越大。

在高速飛行子彈的碰撞下,身體會變得很“脆”,因為皮膚和肌肉在極短的時間裡來不及變形,它的彈性變得很差,所以很容易被子彈破碎、擊穿。

子彈在進入身體後會因阻力很快減速,其動能的絕大部分轉化為熱能,所以電影裡中槍者向後飛起來再落地的鏡頭也是假的。

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人被子彈打得飛起,這是電影效果


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