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打水漂背后的科学:水上行走没有那么简单:雾里看花是什么意思

  • 来源:威锋网
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  • 2016-04-07
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摘要: 用小石子打水漂可能看起来只是小孩子的无聊消遣,但是其背后的科学已经帮助人们赢得了许多次战争。现在,来自犹他州立大学工程学院的研究人员正在对打水漂所涉及的科学知识进行探索,并很有雾里看花是什么意思最新动态及资讯。

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用小石子打水漂可能看起来只是小孩子的无聊消遣,但是其背后的科学已经帮助人们赢得了许多次战争。现在,来自犹他州立大学工程学院的研究人员正在对打水漂所涉及的科学知识进行探索,并很有可能应用在海军、物理和海洋工程等多个领域。 虽然这么说会有些奇怪,但是如何让一个物体在水面上蹦蹦跳跳是一个非常重要的物理分支。

早在 18 世纪,来自英国的海军上将纳尔逊就发现了让炮弹在水面跳跃能够增加它的范围和影响。更出名的是,二战期间,巴尼斯·沃利斯利用这个原理创造了弹跳式炸.弹,成功摧毁了纳粹德国的鲁尔水坝。

首先,让物体在水面上跳跃看起来很简单,但它实际上是一个非常复杂的过程,它跟物体的形状、大小、材料、表面纹理、摩擦、流体力学、空气动力学以及旋转的相互作用都有关系。这些因素中的任意一个出现变化都可能大大改变物体在水上跳跃的结果。

来自犹他州立大学飞溅实验室的机械工程助理教授泰德·特拉斯科特在纽波特海军水下作战中心和布朗大学的协助下,对这个过程中的一个非常关键的因素进行了研究,那就是弹性,或者说是一个物体跟水面接触之后的形状变化。

特拉斯科特和他的团队用高速摄像机记录了由各种不同的材料制成的球体打水漂的过程。他们发现,一种圆盘状的扁平状球体在打水漂时候的表现类似于我们小时候用于打水漂的鹅卵石。据犹他州立大学的研究人员表示,撞击水面的压力能够在有弹性的球体上产生更强的反作用力。

此外,特拉斯科特的研究团队通过对弹性球体跳跃的研究,不仅更好地了解了物体在水面上跳跃的科学原理,同时还能够对某一个范围内的水漂数量进行预测。

研究人员认为,这项研究成果适用于很多方面的应用,比如调整弹性目标让它拥有更好的表现能力、类似弹跳式炸弹的武器、研究蛇怪蜥蜴等流水动物为什么不会下沉以及打造更好的充气艇和软壳船等等。

特拉斯科特说:“这项研究还为我们提供了研究橡皮艇等弹性响应对象的建模方法,每一个对象的弹性影响都不相同,它们跟水面之间相互作用也不同,就像我们看到的那样,它们跟刚性物体完全不一样。”

目前,这项研究成果已经发表在《自然通讯》杂志上。

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  • 编辑:梦雪
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