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你玩过打水漂吗 为啥石头能在水面上跳起来

 透明雨y 2023-03-15 发布于陕西



你小时候玩过打水漂的游戏吗?在小河边捡起一块小石头,侧身挥动着手臂,用力的将石头甩到水面上。石头就会在水面上不断的俯冲或跳跃起来,在平静的水面上掀起一朵朵白色的浪花。游戏简单又有趣几乎人人都玩过。在这个简单的游戏中,你能让石头弹跳几次呢?

如果告诉你目前世界上有打水漂弹跳次数的最高世界纪录是88次,相信这也不是简单的游戏了吧。如何能够让石头漂的更远、在水面弹跳的次数更多?

当石片打入水中后,对接触面部分的水面进行挤压,石片将一部分水向下推开,这时与石片底部接触的一部分水保持与石片相同的速度,而未与石片接触的水则保持静止。

根据伯努利原理,我们用吹风机产生的气流驻对乒乓球或球吹气,乒乓球浮了起来,实验很简单。气流在下方吹,乒乓球当然不会掉下去了。同样我们投入石片,水的流速越大压强就越小,当石头掠过水面时,会带动下面的水在极短的时间内快速流动,造成水面压强减小。但下面的水却仍然静止,所以压强越大。

因此两部分之间的压强差使得石片获得了一个向上的推力。压强差越大,向上的推力就越大。当推力大于重力时,石片就会被弹起。当石头离开水面,这个力就会消失,于是石头又落回到水面重复这一过程,变成了在水面上一蹦一跳的样子了。

石片在跳跃多次之后,速度会减慢,压强差减小。获得的推力不再能够与重力抗衡,石片便会沉入水底了。

为什么有的石片能很轻易的打出水漂,有的则不可以?想打出完美的水漂,石块的形状选择扁圆均匀的,石块抛出时与水面的角度及石块在飞行时的自旋转率,还有石块飞行时的速度。调整出手势石片的角度,尽量让在接触水面时,与水面角度越小越好。石头若能与水面保持20°左右的角度,可以减少碰撞造成的能量损失,为后续的弹跳保留更多的能量。

打水漂的原理在航天上也有广泛的应用。打水漂的基础原理甚至可以为飞机或航天器的水上降落过程建立可靠模型。很多看似简单的现象,背后蕴含着复杂的原理。

打水漂不只是一个小游戏,它还有这么大的学问。你打出的水漂是不是更远了呢?

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