豌豆
打水漂,作為人類最古老的游戲之一,據(jù)推測從石器時代就開始了,在古代中國南方多水域地區(qū)非常流行。如今,很多國家和地區(qū)都會定期舉行打水漂賽事,最具影響力的當數(shù)蘇格蘭伊斯代爾島一年一度的世界打水漂錦標賽。
伊斯代爾島,曾是蘇格蘭板巖工業(yè)的中心,直到1850年,一場大風暴讓海水灌滿了這些礦坑,它的采石歷史才就此戛然而止。一夜之間失去了支柱產(chǎn)業(yè)的伊斯代爾島,逐漸被采石工們拋棄,險些淪為無人島。直到多年后,某位打水漂愛好者來到這里,發(fā)現(xiàn)這些灌滿水的巨大廢坑和數(shù)不清的板巖廢料,不正是天然的打水漂勝地嗎?
就這樣,這里才逐漸成為打水漂愛好者的聚集地,擔起了舉辦世界錦標賽的重任。經(jīng)過多年的規(guī)劃和改造,目前已建成了世界上第一個專門用以打水漂比賽的賽場。如今每年在這里舉辦的比賽,不僅會有來自世界各地的選手趕來參賽,還吸引著大量慕名而來的游客,讓這場最高規(guī)格的比賽同時成了一個節(jié)日。
打水漂門檻雖不高,卻極講究技巧。法國的物理學家曾在《自然》雜志上發(fā)表文章,專門揭示了打水漂的奧妙。簡單說,要想成功打水漂,需要具備以下幾個條件:選擇扁圓且厚度均勻的石頭,拋擲的時候力量要大且讓石頭進行旋轉(zhuǎn),調(diào)整出手時石頭的角度,讓其盡量在接觸水面時是20度。
石塊在與水面接觸的過程中,消耗動能讓水面的反作用力將其抬升,20度的角度最大程度地減少了石塊的能量消耗。如果石塊的運動方向和水面夾角超過45度,那么石塊就不會彈起來,而會直接沉湖“自盡”。石塊接近圓形的形狀和高速旋轉(zhuǎn)則使它在空中的形態(tài)變得更穩(wěn)定,剩下的水平速度讓它能夠繼續(xù)向前,這才跳出了一連串水漂,直到石塊能量耗盡落入水中。
打水漂理論能登上《自然》雜志,證明它絕不只是一個游戲運動這么簡單。打水漂原理最著名的實例應(yīng)用,是在“二戰(zhàn)”戰(zhàn)場上。
1943年,英國空軍計劃對德國工業(yè)區(qū)的水壩進行襲擊,以達到暫時癱瘓納粹后勤的目的。但飛機在高速飛行時的投彈精準度并不高,并且堤壩附近的水中還布有魚雷網(wǎng)等防御措施。因此,進攻機會不多的英軍為了保證命中率,在這次作戰(zhàn)中使用了英國工程師發(fā)明的彈跳炸彈。
彈跳炸彈的原理與打水漂類似。它也是圓柱體的形狀,在嚴格計算了飛機速度和投彈高度的情況下,可以讓低空飛行投出的炸彈在水面多次彈跳,繞開魚雷網(wǎng)后擊中水壩。靠著這種炸彈,最終,英國空軍成功炸毀了德國魯爾區(qū)的三座水壩,完成了這次作戰(zhàn)行動。
我國嫦娥五號返回艙也曾利用打水漂原理在大氣層表面以“太空打水漂”的方式返回,并順利著陸。在接近大氣層時,返回艙以較小的角度進入,借助密度差產(chǎn)生的氣動升力躍出大氣層。地球引力使返回艙再次回落,產(chǎn)生又一次彈跳。每一次彈跳,速度會逐漸降低,直到不再有足夠動能形成新的彈跳,而自由下落返回地球?!疤沾蛩奔夹g(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)“自然減速”,且有助于降低返回段熱負荷,避開觸發(fā)“燃燒”的風險,從而保證返回艙安全著陸。
(摘自《青年博覽》2023年第6期)