[Jan 23, 2004]
物理:打水漂高手(二)
編輯 JR 報導
選一顆扁平的石頭,快速、略帶旋轉地投擲出去,若可以控制石頭面碰觸水面的角度大約20度左右,你也有機會締造新的水漂彈跳紀錄。
法國科學家Christophe Clanet與他的研究團隊,利用自動投擲機將直徑5公分、厚度2.75mm的鋁製圓盤投入2公尺長的水池,用以模擬打水漂的過程,並用高速相機將整個實驗紀錄下來。實驗發現,石頭旋轉與否、速率、石頭面的觸水角度都會影響石頭的彈跳次數。其中,旋轉有助於穩定石頭,使其更容易反彈;石頭面的觸水角度若能保持20度左右,不僅能以最小的速率(2.5m/s)打出水漂,還可以使石頭與水面碰觸的時間降到最低,這代表因碰撞消耗的能量較小,有更多的能量保留做後續的彈跳。
Clanet的實驗也有助於物理學家模擬太空梭重返地球時、進入大氣的過程:若太空梭與大氣的接觸角度太小,太空梭會像水漂一樣被彈入太空。打水漂的學問還真不小。
原始論文:Clanet, C. et al. Secrets of successful stone-skipping. Nature 427, 29, (2003).
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