小时候,我玩水。为什么石头可以一个接一个的跳?

“流水”是人类最古老的游戏之一。指的是用平瓦或石屑,水平放在手上,然后用力飞出。石屑在水面上飞行,碰到水面就弹开,在水面上向前弹,直到惯性耗尽。

不同于把石头直接扔到水里,我们往往会选择石头的形状,投掷的角度和力度会对石头漂浮的次数和距离有很大的影响。

那么,原理是什么呢?水漂还有多大的角度、什么样的石头、什么样的实力可以进一步发挥?

物理解释

石头以一定的速度飞向水面。在粘性的作用下,与石头直接接触的一部分液体在短时间内获得与石头相同的速度。与下层不直接接触的液体相比,上层的移动速度更快。根据伯努利原理,流量大的地方压力较低,下层压力高于上层,产生向上的压力。这种压力可以使石头向下的速度降到零,并向相反的方向加速,从而产生向上的速度,留下水面进行斜向上投掷。

伯恩哈德原理

显然,只有尽可能地降低石头本身的重力,增加它的浮力,也就是压力差产生的压力,石头才能漂得更远。所以要选择尽量平的小石子,增加浮力,减轻自重,同时抛掷角度低,以达到更大的横向速度,降低纵向速度。当然,图形模型过于简化,为了得到更精确的结果,还需要更精确的分析和实验结果。

哪种投掷姿势最好?

2004年《自然》杂志的一篇文章介绍了浪费水的秘密:神秘的角度是20°。石头的自旋角速度可以使石头的运动更加稳定,尽可能保持攻角不变。它的原理是陀螺仪原理和角动量守恒[3]。所以自旋角速度越大越好。至于石头的形状,与经验一致,是最好的平盘形状。

所以分水成功的所有要素:使用扁平的圆盘形石头,攻角尽量20°,自旋角速度越大越好。