打水漂的必胜秘诀已被研究出来了,学会后你可能会赢到没朋友

2018-09-05  XH9T

作者 Tadd Truscott等

编译 七君




打水漂是全世界人民的传统娱乐活动。这个游戏已经有上千年的历史了,古希腊时代就有人玩打水漂。


相信许多人内心都有一个童年的遗憾——跳几步就向屈原致敬自行沉江的水漂。


我不知道你的记录是多少次,但是水漂只要弹跳超过25次,你就可以进入职业选手俱乐部了。打水漂的吉尼斯世界纪录是88下,是美国人 Kurt Steiner 在2013年9月6日创造的。


看下他的表演——



Kurt Steiner 在2013年9月6日创造的打水漂世界纪录——88下。


哇,反正他的水漂已经达到佛山无影脚的境界了。



十分心痒想学是不是?


其实,打水漂必胜的奥义已经被科学家破解了。




法国科学家找到了让打水漂的次数最大化的窍门,他们的研究成果发表在2004年的《自然》(Nature)和2005年的《流体力学期刊》(Journal of Fluid Mechanics)上。


他们经过理论计算和高速摄影实验后发现,决定石头能弹多少次的主要有4个参数:平移速度(就是石头丢出去时的速度)、转速、入水时石头和水面的夹角,以及入水时石头的运动方向和水面的夹角。



黄金20度



绿色的20度是入水时石头和水面的夹角,保持20度的入水姿势可以使你的水漂弹更多次;橙色是石头的运动方向和水面的夹角,这个夹角不要超过45度,不然石头会当场死给你看。


他们发现,当石头和水面撞击时,石头和水面保持20度的夹角就能产生最多次的弹跳,因为在这个角度入水时石头和水面的撞击时间最短,损失的能量最少。


这一条很关键,因为不管你丢石头时的速度多大,转速多快,从什么角度丢,只要石头和水面保持20度,你的水漂弹跳次数就会达到当前初始状态所能达到的最大值。



水平投射



他们发现的第二条要诀就是,不要垂直地把石头丢到水里,丢的时候要尽量保持水平。如果石头的运动方向和水面夹角超过45度,那么石头就不会弹起来,而会直接沉湖自尽。




高速旋转攻击


第三个要诀就是石头的转速。


由于陀螺仪效应,自转中的物体会比较稳定,因此较大的自转速度可以使石子在撞击水面使保持姿势不变。也就是说,只要你让它旋转,它就会给你跳跃不停歇。



如果你在丢石头的时候忘记让它自旋的话,它就很容易自己给自己浸ju笼。


那么,转速究竟要达到多大才可以呢?


比如,如果石头的初始速度时3.5米/秒,石头和水面的夹角为20度,石头的运动方向和水面夹角为20度的话,那么当石头的转速达到每秒50次以上的时候,石头由于和水面撞击而丢失的能量就达到最小值。


当然,如果你能丢出每秒50转的功率,我相信你在原始社会可以徒手钻木取火创造文明。





像高考完丢书那样扔


这些研究者还发现,在其他几个参数保持不变的情况下,水漂的弹跳次数和一开始它的速度有很强的关系。也就是说,初始速度越大,弹跳次数就越多。


所以,你对石头越用力,它就会越开心,滚越多次。





选大饼脸的石头


最后,石头要选比较扁,比较圆的那种,也就是越大饼脸越好。差不多就是这种形式的——




这四点得到了许多人的赞同,其中就包括一射51次的前世界纪录保持者、职业打水漂者(听着有点怪怪的)Russell Byars,杨百翰大学的流体力学助理教授 Tadd Truscott,还有前 NASA 喷气推进实验室工程师马克·罗伯(Mark Rober)


最近,罗伯利用了上面几条打水漂的黄金定律制作了一台水漂机——


马克·罗伯制造的打水漂机,丢水漂的是左上角那个手臂。




效果惊人——








所以研究打水漂有什么用呢?


实际上,打水漂的原理在能源、运输和医学中都有应用。最强的实战就是用来打水仗了。


比如在二战的时候,英国工程师巴恩斯·沃利斯(Sir Barnes Wallis)就很喜欢和孩子玩打水漂,在玩的时候,他想到了利用打水漂的原理可以制造躲避水下鱼雷的水上武器的方法。后来,他为英国皇家空军设计了弹跳炸弹(bouncing bombs),用来炸德国鲁尔河的默讷大坝(Möhne dam)


剑桥大学工程师 Hugh Hunt 再现弹跳炸弹打大坝的过程。


这种炸弹像水漂一样在水面上弹弹弹,第一枚没有弹到大坝就自爆了;第二枚弹超纲,掉到了大坝后面炸掉了大坝的动力设施;第三枚不知为何弹到左边去了。



第四枚 duang duang duang 弹了3下,正好弹到大坝上完美完成任务。


想想当时盟军战士用炸弹打硬核水漂的气氛应该是团结紧张严肃中不失活泼。沃利斯也因为这一战绩被载入史册。


其实从18世纪开始,用大炮打水漂就是作为正经海军战术出现的。文献中的最高纪录是,25千克的球状大炮以120米/秒的速度在水上弹了30次。


Tadd Truscott 的实验室就常和美国海军合作,研究那些可以让物体更好地在水面上运动的方法。他们研发了一种特别适合打水漂的人造球,它的名字叫做“哇啵霸”(Waboba)



这种“哇啵霸”的弹性十足,因此用它来打水漂的时候就不需要特意制造正确的入射角,平平地射出都可以打出水上漂的效果。看动图的话,真的很像神奇宝贝出场画面——





“哇啵霸”在网上已经可以买到。当然,掌握了今天的打水漂姿势,就算用一块平平无奇的石头,你也可以升格为村中的一朵奇葩。赶紧叫上朋友玩起吧!

    来自: XH9T > 《科学》

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