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打水漂是高大上运动!教授告诉你,打水漂的正确姿势【2】

2015年05月14日08:53  来源:钱江晚报  手机看新闻
原标题:打水漂是高大上运动!教授告诉你,打水漂的正确姿势

  理论:论打水漂的正确姿势

  “咱们之所以对打水漂这个事有兴趣,一是童年的玩乐记忆,另外个原因是这个游戏,和我们研究的领域有关系。”吴子牛、陈伟芳教授,是流体力学、空气动力学方面的专家,打水漂这个游戏,可以用物理学的原理来解释——

  打水漂时,如果石头高速旋转,在与水面接触时,水面给石块向上的反作用力,使得石块能跳起来继续飞行。这一过程能重复,于是出现石块在水面弹跳的现象。

  如果石头以一定速度旋转,打的水漂就越稳定。

  科学家可不是光说不练哦,全世界不少科学家都玩过打水漂,纷纷研究出科学的实战经验,牛逼的成果都上了世界顶尖的科学杂志。

  2004年的一期《自然》杂志上,法国科学家克里斯托夫·克拉内和他的团队,使用高速视频照相机等设备,用实验发现:在其他条件相同的情况下,石头首次接触水与水面成20度角时,水漂效果最为完美。

  而英国皇家学会会员弗兰克·史密斯教授,还研究了出了一个打水漂方程式。依据他的理论,打水漂的工具很重要。“你需要一块扁平石头,厚度不要超过6毫米,直径在3到6厘米之间。”

  史密斯先生,还曾在一个池塘边向人们演示自己的打水漂理论——

  老先生脱下夹克衫,小心地折叠好,轻轻地放在池塘边的草地上,同时捡起一块小石头,面带谦卑的笑容。

  史密斯慢慢俯下身去,摆出一个优雅的姿势,看起来很像是一名棒球投手,然后用力将手中的石头投了出去。小石头在水面不断向前跳跃,在长约27米的前进轨迹上,留下了一串6个弹跳点,最终扑通一声落入水中。

  有没有发现?其实,打得一手好水漂,也是非常优雅的呢。倘若将来在西湖边,风流倜傥的男子,向后仰身,手臂抬起45°角,潇洒地一掷手中的小石头,姑娘们的心,大概会跟石头的行进方向相反,“扑通通”地往男士这边飞呢。

  这无声胜有声的美好画面,也许很快将在杭州发生。

  你知道吗

  炸弹、飞机,都可以用打水漂原理

  包裹着这么厚实的科学原理,打水漂除了是娱乐、体育的项目,当然还可以有更大的奉献。

  1943年5月16日晚,英国空军617中队执行的代号为“惩戒”的秘密行动中,用一种“水漂炸弹”,空袭纳粹德国鲁尔河上的三座大坝。空袭后,因垮坝产生的洪流冲毁了25座桥梁,致使鲁尔区两个发电站瘫痪,其余的严重受损,125个军工厂损失惨重。

  常规空袭方法是高空投弹轰炸,但是在一万米左右的高空投弹,命中水坝的概率会很低。技术专家巴恩斯·沃利斯富有想像力地设计出“炸弹打水漂”,解决了这一难题,即用打水漂的原理,制造一种“跳跃式炸弹”。轰炸机无需对准目标投弹,而是在距离大坝400米处、飞行高度18米,同时速度达到390千米每小时,投下旋转的炸弹。炸弹在水库水面上“咚咚”跳过防雷网,直至坝体处爆炸。

  吴子牛说,今后,打水漂的原理,还可能用到航天器的设计上。

  未来的飞机,叫做高超声速飞行器。

  比如,目前民航飞机的速度,一般不超过音速(340米/秒),高超声速飞行的飞机,速度可以达到声速的5~6倍。从中国飞到美国,大约有2万公里;如果用高超声速飞机飞,2-3小时就到了。这和北京到杭州的时间差不了多少。但是对于这么快速度的飞机,对飞行的高度非常苛刻——

  飞机飞得太低,会因为速度太快,引发很大的阻力;它们也不能飞得太高,否则高空没有足够的氧气来点燃发动机。

  一种方案是:最好在35公里到60公里左右的高度,让飞机打水漂式飞行。在35公里左右点燃发动机,漂浮飞行到60公里高度,波浪式飞行,一个波浪就是将近500公里。教授说,这么一弹一弹,弹个40下,就能从中国飞到美国了。(记者 章咪佳/文 林焱挺/绘)

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(责编:郝孟佳、林露)

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