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从“打水漂”游戏谈起—关于入水的一个力学问题
王一伟; 王宇飞
2020-09
Other Abstract英国诗人威廉·布雷克在诗歌《天真的预言》中,写到:“从一粒细沙中窥探世界,在一朵野花里寻觅天堂”。的确,真正的发现来源于生活和自然,身边的事物往往蕴藏着无穷的奥妙。 每个孩子都玩过打水漂的游戏。他们在小池塘边拾起一块扁平的石头或瓦片,侧着身,挥动手臂用力将石头甩到水面上。那石子就在水面上不断俯冲和跃起弹向池子的尽头,在平静水面上掀起一朵朵白色的浪花(如图1)。有时石头能弹起三四次甚至十几次,但若是将一块沉重的石头扔在水里,出现的只有沉闷的“扑通”声和四溅的水花,一次也弹不起来。 图 1 打水漂照片(来自网络) “打水漂”过程中的流动特征与物体形状、姿态、入水角度、初速度乃至旋转、表面特性等多种因素相关。Christophe Clanet教授给出了碟形石块(其平面的法线方向为n)以速度v打水漂时的梦幻攻角[1,2]。如图2所示,平板以20°弹道角的姿态撞击水面,碰撞时间最小,因而能量损失最小,能够得到最佳的弹跳效果。但是,如果弹道角大于45°以后,物体就不会再产生弹跳(No skipping)而开始进入水面了。
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Language中文
Document Type科普文章
Identifierhttp://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/84885
Collection力学园地
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GB/T 7714
王一伟,王宇飞. 从“打水漂”游戏谈起—关于入水的一个力学问题. 2020.
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