Una roccia di 10 metri si muove a 100 Km/s e colpisce una sfera di acciaio di 3 mm, cosa succede?

Inverto i termini del quesito, è la sferetta di acciaio di 3 mm che si muove contro la roccia di 10 mt e che tutto ciò avvenga nello spazio perché è improbabile che entrambi i corpi rimangano integri nella nostra atmosfera prima di scontrarsi.

L’ipotesi di certo non muta la natura dello scontro, ma facilita la comprensione dei possibili effetti sull’impatto.

Come risultato abbiamo un proiettile d’acciaio di piccole dimensioni, come un chicco di riso, che si scontra a:

100 km/sec = 360.000 km/h
che è circa 100 volte la velocità di un proiettile di un fucile da cecchino.

Ora per farci un’idea di cosa accade nell’impatto, dovremmo sapere quale tipo di roccia abbiamo di fronte e quale acciaio, e di trascurare l’effetto reciproco dovuto alla massa che valuteremo dopo.
Le rocce più diffuse potrebbero essere assimilate a quelle laviche e la sferetta di acciaio in acciaio al carbonio.

Purtroppo la scala della durezza per le rocce è quella di Mohs e quella degli acciai si può misurare secondo tre metodi, Brinell, Vickers e Rockwell.
L’unico aiuto ci proviene dalla scala Mohs che, a parte, indica valori intermedi per ferro e acciaio da 4 a 4,5 Mohs cioè inferiore al quarzo che vale 7 Mohs e sapendo che molte roccie meteoritiche hanno contenuti in ferro o nichel in misura variabile fino al 10%, possiamo dedurre che i due oggetti presumibilmente hanno durezza simile e che la sferetta di acciaio provocherà un piccolo cratere, forse di qualche dm, solo per l’enorme velocità, infatti, un istante dopo l’impatto fonde o sublima insieme al materiale di cui è costituita localmente la roccia.

Per quanto riguarda l’effetto reciproco dovuto alla massa, occorre attenersi ai dati della domanda perché influisce sull’energia cinetica che possiedono i due corpi, zero per la sferetta e un numero enorme per la roccia, inoltre la maggior parte dell’energia dissipata nell’impatto si trasforma in calore con una risibile influenza sul calo dell’energia cinetica che possiede la roccia.