此前拿下全国水漂冠军 浙江17岁少年打水漂突破403下将近100米

少年

@潮新闻消息,近日,衢州17岁少年拿下打水漂全国冠军后,计数再突破至403下,将近100米。沈爸爸告诉记者,孩子近日打算去日本参加世界比赛,美国吉尼斯纪录保持者Kurt Steiner也将到场或将同台竞技。2022年拿下全国水漂冠军后仍不断训练,孩子403下的这个水漂石和国际比赛水平还有差距。

原标题:衢州少年水漂石突破近100米

编辑:周自力责编:吴忠兰 审核:冯飞


哎呀!他的鱼雷跳过我的防线啦!——打水漂的原理与应用

打水漂是一个跨越地域、文化和时代的古老游戏,可以说只要在靠近水边的地方,就能看到这种让石子在水面上弹跳的小游戏。 千万别小看这个看起来只是杀时间的消遣,不少人还真的靠打水漂玩出名堂,每年在世界各地都会举办正式的「打水漂锦标赛」,看谁能让石子在水面上弹跳最多次,或者弹跳最远。 打水漂虽然只是个小游戏,但它背后的科学原理其实已应用到许多领域,接下来让我们一起看看,打水漂的科学吧!

如何打好水漂,先问问世界冠军吧!

俗话说:「站在巨人的肩膀上,能看得更远。 」要想知道怎么打好水漂,参考打水漂的顶尖高手是最快的。

周自力

目前能让石子在水面上弹跳最多次的世界纪录,由美国人 Kurt Steiner 在 2013 年创下,而这个次数颇为惊人,他能让石头在水面上弹跳 88 次!会打水漂的你是否觉得自己跟他差得远了?

世界纪录保持人 Kurt Steiner 打水漂的英姿。Giphy

那要如何打好水漂呢?Kurt Steiner 也毫不吝啬地公开自己的诀窍:

大部分人在使用 Steiner 的诀窍后,打水漂的成绩都有显著提升。 而当科学家深入研究打水漂后,就发现 Steiner 的诀窍其实与科学原理相呼应。

打水漂的科学原理

打水漂,或者说为什么将石头丢向水面,能让石头在水面上不断地弹跳呢?这其中需要考虑的因素非常多,从流体力学、牛顿力学、摩擦力、重力等都有涉及,下面是简化后的示意与原理。

Kurt

当石头被投出时,它会因地心引力逐渐下降而撞击到水面。 根据 牛顿第三运动定律 ,当石头撞击水面时会将水往下推,而水也会产生一个反作用力将石头向上推回去。 这个反作用力由石头对水产生的压力与石头和水的接触面积所决定 ,当这个反作用力超过石头的重量时,就能将石头向上弹离水面。 另外由于石头的尾部会先撞击水面,让水面会形成一个斜面,而这个斜面会改变水对石头的反作用力,让石头倾斜地向上弹跳,而非垂直弹跳。

随后每一次弹跳都是重复上面的过程,只是随着石头不断撞击水面,其动能会越来越小,直到撞击水面后产生的反作用低于石头的重量时,弹跳便不再发生。

打水漂的示意图。U是石头对水的向下推力,F是水对石头产生的反作用力,S是石头与水的接触面积。Physics Today

而科学家根据理论计算,并透过高速摄影机观察成功的水漂后,得出了四个打水漂的关键因素:

定轴陀螺仪。Wiki 打水漂的黄金入射角 20 度。Daily Mail Online 圆形扁平的鹅卵石最适合打水漂。Amazon

而这四个经过科学实验与计算后得到的关键因素,与 Steiner 公开的诀窍几乎一致。 不过即使知道关键,甚至以此建立的专业打水漂机,目前最多也只能让石头弹跳 50 次,和 Steiner 的纪录相比,仍是相差不少。 可见「师父领进门,修行在个人。 」

水漂打得好,战争没烦恼

你可能会觉得研究打水漂这种消遣小游戏背后的原理没什么用,但事实上,打水漂的原理已多次应用在战场上,并立下汗马功劳。

早在 16 世纪,英国海军就发现 将炮弹以够低的角度打在海面上 ,就能让炮弹在水面上弹跳,以此 加大炮弹的射程 。 打水漂炮弹有时甚至能弹到敌舰的甲板上,对其造成毁灭性的打击,而这也成为英国海军的标准战法。

水漂石

二次大战期间,英国人又再次将打水漂应用在战场上。

当时英国想摧毁德国的工业重镇——鲁尔工业区,以此斩断纳粹的武器供应。 但英军始终无法突破德军的防守,以空袭的方式攻击鲁尔工业区。 因此,英军将眼光转到鲁尔工业区上游,鲁尔河的三座水坝上。 只要水坝一被打破,大量的水便会倾泄而出,顺着河流破坏下游的鲁尔工业区。

水坝溃堤,倾泻而出的水。Giphy

但想破坏水坝可没这么容易,水坝由厚实的混凝土建成,只有用 重型水下炸弹或大型鱼雷直接命中水坝 ,才可能将其炸毁。 德军当然也知道水坝是鲁尔工业区的命脉,因此布下密集的防空火炮和水下防鱼雷网,这让英军的轰炸机不仅无法在够近的距离投下炸弹,连想投放鱼雷进行攻击都做不到。 正当英军一筹莫展之际,英国的一位工程师—— 巴恩斯,沃利斯 在与孩子们玩打水漂时,从中获得灵感。

沃利斯运用打水漂的原理,设计出 弹跳炸弹(Bouncing Bomb)。 这种该炸弹呈圆桶形,在投下之前会以一定的速度旋转。 当炸弹投下后,便在水面上以弹跳的方式前进,越过水下的防鱼雷网,直接命中水坝。 在对炸弹经过多次测试与调整后,英国空军决定于 1943 年 5 月 16 日晚间,施实代号名为「惩戒行动」的作战。 这次行动,弹跳炸弹成功破坏了鲁尔河的两座水坝,而随后的大水对鲁尔工业区造成巨大的破坏。

弹跳炸弹示意图。Wiki水漂还能打上大气层?

如果你以为打水漂的原理只能用在水上,那真是看扁它了。 事实上航太科学上也已应用该原理了。

当航太飞行器从外太空返回地球时,飞行器会与大气层摩擦产生高温,而这种高温对飞行器会造成巨大的伤害。 要避免高温的伤害,让飞行器逐步降速进入大气层是一个不错的方法。 当飞行器从外太空进入大气层时,大气层也会产生一个反作用将飞行器推回去。 因此科学家们会让飞行器先在大气层先打打水漂,等飞行器的速度逐步降到安全范围后,再让飞行器进入大气层。 如此不仅节省燃料,也能避免高温的伤害。 而最近运用这个原理返回地球的航太飞行器,就是中国的嫦娥五号。

航太飞行器返回地球时,应用打水漂原理来降速的示意图。图/Scientists reveal how Stone Skipping Techniques can progress Reentry of Landing Aircraft

想不到看似简单的打水漂,竟然能延伸出这么多复杂的应用吧!其实不只打水漂,任何事只要我们研究的够深,常常都能在意想不到的地方让它开花结果。在我们的生活中也是如此,有时看似没用的兴趣,或许多下点功夫深入研究,也许有一天会给你意想不到的收获!

17岁把家里钱全部打水漂了 我现在很迷茫 怎么办啊

不过你还是挺勇敢的哈,现在第一要做的事情是:和家人沟通,钱没了但是别让心凉透。 17你还很年轻有很多可能,这可能是你的某次转机也说不定哦,不过你这个年龄还是建议好好读书,最少读完大学在出来社会会好些哦。

突破

打水漂打多少下可以参加竞赛?

衢州

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

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