今天偷了懒
大家期待一下明天的内容
鲁迅曾说,如果你来到海边不打水漂,那等于没来。
拿起石子打水漂,是人们心照不宣的默契。它就跟男生小便后要抖一抖一样,是下意识的技术操作。
这项具有魔力的运动,吸引着无数男女老少。他们的目的只有一个:打出完美的水漂。
甩最酷炫的手法,打最远的水漂
完美诠释“姜还是老的辣”
在2013年9月6日,美国人库尔特·斯坦纳(Kurt Steiner)创造的在水面弹跳最多的吉尼斯世界纪录:在水面弹跳88下。
据说他之所以打得这么厉害,是受到法国科学家发表在2004年的《自然》(Nature)的启发。
他们发现,石头能弹多少次是取决于4个参数,它们分别是初速度、转速、入水时石头和水面的夹角,石头材质。
为了让模友们打出最性感的水漂,超模君决定给你们认真科普一下。
初速度
第一,要快!
俗话说,天下武功,唯快不破。这句话,在打水漂中一样受用。
早在《Continual skipping on water》的文献就提到,在抛掷石块时,只有当速度超过2.5m/s时,弹跳才会发生。
而且,当抛掷后的石头与水面产生接触碰撞时,石头的动能是会产生一定的损耗。到最后,石头动能越耗越低,低至某一个阈值时,自然就漂不起来,沉到水底。
《Continual skipping on water》
所以说,在同样的情况下,赋予石头的初始平动动能越大,飞的就越远。
你看老大爷的残影,就知道他到底有多快了。
大力出奇迹
角度
第二,找好黄金角度!
俗话说,角度决定一切。再怎么天生神力,没有一个好的角度也是飞不起来的。
《Continual skipping on water 》
也不知道模友们看没看懂。但总而言之,只要让石头接近20°入射,你便可以获得最大化的打水漂效果。
旋转
第三,要旋转。
玩过陀螺的模友都知道,高速旋转状态下的陀螺,不管遇到怎样的外力干涉,它的平衡是很难被破坏掉。
利用右手定则判定角动量方向
角动量方向一旦形成,就非常难以改变,也就是说如果它的方向是向上的,那就很难把它改变成朝向右上,或者左上,而物体则会为了保持角动量的方向而产生平移。
这就是传说中的
同样道理,在打水漂的时候,让石头自旋转,会使石头在与水面的碰撞中更加稳定,可以保持直线运动而不会出现偏差。
材质
第四,挑一块扁平光滑的石头!
早在2006年,伦敦大学学院应用数学教授弗兰克·史密斯就发表过一篇《Skimming and skipping stones》的论文。
里面不仅涉及一条用于计算石头弹跳次数的方程式:M x A= P– MG+空气影响。(M代表质量,A代表垂直加速度,P代表水面反馈压力,MG代表重力。)
弗兰克教授还手把手教你怎么选好石头。
“你需要一块扁平且光滑的石头,厚度不要超过6毫米,直径在3到6厘米之间,接触水面的那一面要滑。”
类似这种
这样能减少石头与水面碰撞的能量损耗,同时平滑的底面在很大程度上减少阻力,会更有利于打出更远的水漂。
打水漂的原理应用
如果掌握以上四点,充分理解其背后的科学原理,那你基本上是打遍水漂界无敌手,赢到没朋友。
当然,有些朋友可能会嘲讽超模君,“研究个啥打水漂啊,还用到物理知识,也太小题大做了吧。有这闲工夫,还不如想一下如何科技强国,提高军事水平吧。”
对于这些朋友,超模君只想说
实际上,打水漂早就已经被应用到军事上了。
1943年,欧洲正处于紧张对峙的二战时期。正所谓,双方一心只想着,如何集中优势兵力,重点打击敌人要害。
很快,德国鲁尔工业区中提供能源的三座大坝引起了英国人的重点关注。
鲁尔工业区
但是,摧毁这三座大坝并非易事。
原因是大坝外面有鱼雷防护网和战舰的防御。如何突破防御一击必杀,成为了英国军事战略的当务之急。
而这疯狂的想法竟然是沃利斯在自家花园水池里打水漂想出来的(超模君一开始还以为他是一个有故事的男人)。
图片来源于SME科技故事
随后,皇家空军接受了沃利斯的建议,并委托他研制出威力无穷的“跳弹”。
不得不说,沃利斯真的是个狠人。
来源:腾讯网
作者简介:超模君,新晋理工科老爸,数学与交叉科学教育自媒体博主。推出数学界最有收藏价值的艺术品。