Autore: E-mail: Graham H. Konecki [email protected] Film: L’eliminatore Clip da film: Da 1:37:00 a 1:39:12 - Capitolo 38 Regia: Chuck Russell Produzione: Warner Bros. Pictures Scientific level – Spiegazione per insegnanti Veniamo ora alla domanda più importante: le “rail gun” portatili raffigurate nella scena del film sono realistiche? E se lo fossero, Arnold Schwarzenegger con le sue braccia muscolose riuscirebbe a manovrarle efficacemente? La risposta a entrambe le domande è “no”. Iniziamo dalla prima domanda. Sebbene la teoria delle “rail gun” sia molto semplice, le sue applicazioni pratiche sono al momento assai limitate a causa dei numerosi problemi tecnici. E’ vero che una “rail gun” evita i problemi causati dall’impiego di munizioni ingombranti ed esplosive, ma per farla funzionare serve una fonte di alimentazione considerevole; i prototipi collaudati finora sono sempre stati fissati a terra, con accesso diretto a generatori di corrente. Al momento non esiste una fonte di alimentazione portatile sufficiente a mantenere operativa l’arma. Il secondo problema riguarda i binari. Sebbene sia la repulsione fra campi magnetici ad accelerare la slitta metallica lungo la canna dell’arma, gli stessi campi alterano la forma dei binari. Ricordate infatti che anche i binari paralleli citati sopra si respingono; possono essere fissati in modo da non staccarsi, ma risultano quasi sempre deformati dopo una sparatoria. L’alterazione è ancora maggiore se i binari e la slitta non vengono adeguatamente raffreddati. Le interazioni fra campi magnetici infatti liberano grandi quantità di energia sotto forma di calore residuo; tale calore è di per sé sufficiente a deformare i binari o a fondervi sopra la slitta. L’arma illustrata nella scena non presenta alcun dispositivo di raffreddamento e chi la usa riesce a far fuoco ripetutamente, senza problemi di surriscaldamento; ma nella realtà le “rail gun” possono in genere sparare una sola volta prima di dover essere sottoposte a un’intensa opera di manutenzione e riparazione. Un altro ostacolo tecnico è rappresentato dall’assenza di vuoto. Per poter raggiungere velocità elevate, la slitta di una “rail gun” dovrebbe avere un attrito pressoché nullo (e questo è già un problema) e muoversi nel vuoto spinto, in modo da non dover fendere l’aria. Ma alle armi che vediamo nella scena non è collegata alcuna pompa di aspirazione. Inoltre la lunghezza limitata della canna riduce drasticamente il tempo che ha la slitta per percorrere i binari. Ciò a sua volta diminuisce i tempi di accelerazione del proiettile, che non riuscirebbe mai a raggiungere velocità molto elevate. Infine, c’è un limite fisico alla velocità massima di questi proiettili. Man mano che la slitta avanza, l’area del campo magnetico delimitato dai binari aumenta e provoca un’intensificazione del flusso magnetico avvertito dalla slitta. Ciò produce all’interno della slitta una forza elettromotrice posteriore che riduce drasticamente la corrente e rallenta la slitta. La presenza di questa forza manterrebbe le pallottole notevolmente al di sotto della “velocità prossima a quella della luce” menzionata nel film. Passiamo ora alla seconda domanda: Arnold riuscirebbe a utilizzare in modo efficace queste armi, supponendo che funzionino? No, non ci riuscirebbe, per svariate ragioni. La prima riguarda la conservazione del momento. La terza legge di Newton afferma infatti che ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria; ciò significa che, se il sistema che parte da uno stato di quiete totale, il momento della pallottola 1 sparata sarà uguale a quello degli oggetti che si lascia alle spalle (Arnold e l’arma), ma in direzione opposta. Il concetto può essere così formulato: MV = -mv, dove M e V rappresentano la massa e la velocità di Arnold e dell’arma, mentre m e v rappresentano la massa e la velocità della pallottola. Ora, se supponiamo che la pallottola abbia una massa di 100 g (0,1 kg) e fuoriesca dall’arma a circa 3.000 metri al secondo, la seconda parte dell’equazione diventa: MV = - (0,1 kg) (3.000 m/s) = - 300 kg m/s Supponendo altresì che la massa totale di Arnold Schwarzenegger e dell’arma sia di 130 kg, possiamo calcolare a quale velocità il sistema Arnold-arma si muove dopo lo sparo: (130 kg) V = - (300 kg m/s) V = - (300 kg m/s)/(130 kg) V = -2,3 m/s Il valore della velocità è negativo perché Arnold e l’arma si muoverebbero all’indietro rispetto alla direzione in cui è stato sparato il colpo. Ora, tutto ciò è fortemente speculativo perché abbiamo utilizzato valori inventati (anche se non del tutto irrealistici). I valori esatti produrrebbero probabilmente una velocità ancora più elevata, dato che secondo i protagonisti del film le pallottole sono quasi veloci quanto la luce. Ma sapere se le cifre siano o meno corrette è irrilevante: il fatto è che Arnold, pur con la sua forza fuori del comune, dovrebbe avvertire il rinculo dell’arma dopo ogni sparo. Invece rimane del tutto imperturbabile: il braccio non rimbalza all’indietro nel tentativo di assorbire l’urto, e addirittura egli porta con sé e utilizza ben due di queste armi (a volte in contemporanea!). Quindi la scena del film è con ogni probabilità irrealistica. Arnold Schwarzenegger non riuscirebbe a utilizzare queste armi in modo preciso e controllato, e se lo facesse le braccia gli schizzerebbero quantomeno all’indietro per effetto del rinculo. Siti sulle “rail gun”: http://en.wikipedia.org/wiki/Railgun http://www.rit.edu/~dih0658/tech.html http://science.howstuffworks.com/rail-gun3.htm Siti sul rinculo: http://en.wikipedia.org/wiki/Recoil (in inglese); http://it.wikipedia.org/wiki/Rinculo (in italiano) Siti sui campi magnetici: http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_field (in inglese); http://it.wikipedia.org/wiki/Campo_magnetico (in italiano) 2