【趣聞】打水漂時,為什麼石頭不會立刻落入水中?
小編說
「打水漂」是人類最古老的遊戲之一,是指用扁型瓦片或石片,在手上呈水平放置後,用力飛出,石片擦水面飛行,石片碰水面後遇水面再彈起再飛,石片不斷在水面上向前彈跳,直至慣力用盡後沉水。
和隨便扔一個石頭直接掉進水裡不同,我們常常會對石頭的形狀進行選擇,並且扔出去的角度以及手法力度都會對石頭最後「漂多少下、漂多遠」有著極大的影響。
那麼,
其中的原理是什麼?多大角度、什麼樣的石子以及什麼的勁道能讓水漂打得更遠呢?
物理學解釋
石頭以一定的速度飛向水面,與石頭直接接觸的一部分液體在粘滯性的作用下在短時間內獲得與石頭相同的速度,相比於下層未直接接觸的液體,上層運動速度快,根據伯努利原理,流速大的地方壓強小,下層液體壓強大於上層液體,產生向上的壓力,該壓力在足夠大的情況下能使石頭向下的速度減為零並反向加速,產生向上的速度,離開水面做斜上拋運動,以上便是產生一個水漂的定性解釋。
伯努力原理
明顯的,只有儘可能減小石頭自身重力,增加其浮力即壓強差產生的壓力,石頭才能漂的更遠,因此打水漂時要選取儘可能扁平的小石頭來增加其浮力並減少自重,同時扔出去的角度要低已取得較大的橫向速度並減小垂直方向的速度。當然圖示模型過於簡化,為了得到更為準確的結果需要更為精確的分析以及實驗結果的支撐。
哪種是最佳的打水漂姿勢?
一篇
2004年的
Nature文章里介紹了打水漂的秘訣:神秘角度
20°。石頭的自旋角速度可以讓石頭的運動更加穩定,盡量維持攻角不變,其原理即陀螺儀的原理,角動量守恆
[3]。因此自旋角速度越大越好。至於石頭的形狀,和經驗一致,就是扁圓盤狀最佳。
所以,打水漂成功的所有要素:
用扁圓盤狀石頭,攻角要盡量做到是
20°,自旋角速度越大越好,拋射速度越大越好。
祝你成功!
內容綜合於網路
※【趣聞】人原地轉圈為什麼會發暈呢?
※你分得清《猩球崛起》裡面的猩猩嗎?
※一夜知秋,春捂秋凍的正確打開方式!
※無線電充電原理大解密!
TAG:天津科普說 |