沙子能够在一定程度上起到防弹作用,主要基于以下物理和材料科学原理:
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### **1. 动能分散与吸收**
- **颗粒摩擦耗能**:沙子由无数细小颗粒组成,当子弹击中沙袋时,沙粒之间的摩擦会迅速消耗子弹的动能。子弹需要推开大量沙粒才能前进,这一过程会大幅降低其速度。
- **非连续介质特性**:与钢板等刚性材料不同,沙子是松散的非连续介质。子弹无法像穿透钢板一样形成稳定的穿透路径,能量会被分散到周围沙粒中。
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### **2. 密度与惯性作用**
- **高密度阻力**:沙子的密度约为 \(1.6 \, \text{g/cm}^3\)(干燥状态),堆积后形成致密屏障。子弹需要克服沙粒的惯性才能穿透,而沙粒的集体惯性会迅速吸收子弹的能量。
- **动态压缩效应**:高速子弹撞击沙袋时,沙层会被瞬间压缩,形成局部高压区,进一步阻碍子弹前进。
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### **3. 子弹变形与失稳**
- **弹头钝化**:子弹进入沙层后,沙粒的阻力可能导致弹头变形(如膨胀或碎裂),降低其穿透能力。
- **运动路径偏移**:沙粒的不规则分布会使子弹的飞行路径发生偏转,导致弹道失稳,进一步削弱杀伤力。
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### **4. 实际应用中的优势**
- **低成本与易获取**:沙子是广泛存在的天然材料,成本极低,适合快速构筑临时防御工事(如军事掩体或防弹墙)。
- **可重复使用性**:沙袋在吸收子弹冲击后,可通过重新填充继续使用,而钢板或混凝土可能因单次冲击损坏。
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### **局限性**
- **厚度需求**:防弹效果高度依赖沙层的厚度。例如,抵挡步枪子弹可能需要超过 \(50 \, \text{cm}\) 的压实沙袋。
- **湿度影响**:干燥沙子防弹效果更佳,潮湿沙粒可能因黏结性增强而降低能量吸收效率。
- **高威力弹药**:面对穿甲弹或高速狙击步枪子弹时,单纯沙袋可能不足以完全防护。
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### **科学验证**
- **实验数据**:美军测试表明,\(60 \, \text{cm}\) 厚的沙袋可有效抵挡 \(7.62 \, \text{mm}\) 步枪子弹(动能约 \(3,500 \, \text{J}\)),而 \(30 \, \text{cm}\) 厚的沙袋仅能防御手枪子弹(动能约 \(500 \, \text{J}\))。
- **对比材料**:相同厚度下,沙子的防弹效率约为钢板的 \(1/5\),但成本仅为钢结构的 \(1/100\)。
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### **总结**
沙子防弹的核心在于其通过颗粒摩擦、动能分散和材料密度消耗子弹能量。尽管不如专业防弹材料高效,但其低成本、易部署的特性使其在军事和应急防护中具有不可替代的价值。使用时需结合具体场景(如子弹类型、沙层厚度)进行合理设计。
你们知道吗,沙子的防弹效果特好
版主: Softfist
#22 Re: 你们知道吗,沙子的防弹效果特好
这死脑筋,真是没法沟通OPQ 写了: 2025年 3月 14日 13:24 不要转移话题。
(1)很特殊的条件下,大米,沙子当然可以流动,但是,在子弹冲击沙袋(或大米袋)的过程中,不能用非牛顿流体解释。
(2)还是那句话,沙子加不加水,会有很大区别。加水多少也有关系,不能因为加了一点点水,就马上成为非牛顿流体了。
(3)子弹冲击沙子的解释,还是以实验为主。并不是所有事情都要上升为这门学问或那门学问的。
你看隔壁stem hilbert第六问题的讨论,硬**球**弹性碰撞就能形成牛顿流体, 这非球状有摩擦的干米粒,当数量-->∞,就可以形成nonlinear viscosity,有没有水也许对你理解有帮助,但是事实上并不需要水就能形成宏观的nonlinear viscosity
一句话,干米粒,干面粉,,,,,都是非牛顿流体(某种角度)
#23 Re: 你们知道吗,沙子的防弹效果特好
说下大天来,干沙子也不是流体,弃婴千枝 写了: 2025年 3月 14日 13:48 这死脑筋,真是没法沟通
你看隔壁stem hilbert第六问题的讨论,硬**球**弹性碰撞就能形成牛顿流体, 这非球状有摩擦的干米粒,当数量-->∞,就可以形成nonlinear viscosity,有没有水也许对你理解有帮助,但是事实上并不需要水就能形成宏观的nonlinear viscosity
一句话,干米粒,干面粉,,,,,都是非牛顿流体(某种角度)
谁家的流体能堆成丘状。
流变学从来就不是基础科学,
里面没有薛定谔方程这样的基本方程。
基本上见到一个应用场景就生搬硬套一个模型出来。
所以本质上就是实验为主。
问题是,两样东西相似,并不意味着底层逻辑一致。
就像生物学分类,得查DNA,不能光看像不像。
2023年12月,张雪峰在一个直播片段中表示“文科都是服务业,什么是服务业?总结称一个字就是‘舔’,就是‘爷, 我给你笑一个’”。这一言论引发网民争议。
#24 Re: 你们知道吗,沙子的防弹效果特好
您是大家OPQ 写了: 2025年 3月 14日 20:03 说下大天来,干沙子也不是流体,
谁家的流体能堆成丘状。
流变学从来就不是基础科学,
里面没有薛定谔方程这样的基本方程。
基本上见到一个应用场景就生搬硬套一个模型出来。
所以本质上就是实验为主。
问题是,两样东西相似,并不意味着底层逻辑一致。
就像生物学分类,得查DNA,不能光看像不像。
x1

#25 Re: 你们知道吗,沙子的防弹效果特好
这玩意太重了,效费比不高,
不然就是很好的外挂装甲,尤其是湿沙子,
可以用铁盒装上挂外面,平时铁盒空着,战时让乗组自己装沙子,白来的一层装甲。
就是有点不耐操,几梭子子弹就打飞了。
不然就是很好的外挂装甲,尤其是湿沙子,
可以用铁盒装上挂外面,平时铁盒空着,战时让乗组自己装沙子,白来的一层装甲。
就是有点不耐操,几梭子子弹就打飞了。