科学家曾将打水漂的原理应用于多个领域。比如二战期间,英国军队就曾利用打水漂的原理制造了一种弹跳炸弹。此外,打水漂的原理还在飞机水上着陆、船体撞击和改进鱼雷设计等方面,具有重要意义。
打水漂是许多人的童年回忆。近日,中国研究团队刊文指出,打水漂的原理可以为飞机或航天器的水上降落过程建立可靠模型。
打水漂中,石子弹跳之谜
实际上,科学家一直在研究打水漂中石子弹跳的秘密。
法国物理学家莱德里·博凯和克里斯托夫·克莱特曾进行了一项实验。他们建造了一个弹射装置,将石子射向一个水箱。如何实现石子弹跳次数最大化,最直接的办法是尽可能快地投掷石子。除此之外,还必须保证投掷的速度和运动方向相平衡。研究者发现,即使是使用了弹射机,石子最多只能弹跳约20次——远低于石子弹跳88次的世界纪录(2013年,美国人库尔特斯坦纳打水漂时,创下该项纪录)。
博凯和克莱特进一步研究发现,石子不再弹跳不是因为速度变慢了。他们认为,石子在向下移动时,比向上移动时推出更多的水。因此,随着时间推移,动量传递越来越少,抬升力逐渐减小。最终,石子不再有足够的能量跳跃,它就会下沉。他们的实验表明,为保证弹跳次数,石子与水面之间的最佳角度为10至20度。
用打水漂的原理制造弹跳炸弹
历史上,科学家曾将打水漂的原理应用于多个领域。
比如二战期间,英国军队特别研制出一种可以弹跳的炸弹。……