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数学物理学

数学物理学

How do stones 跳跃?

一位法国物理学家透露了一种流行的消遣技术,称为跳石。 dé里昂大学(University of Lyon-I)的ric Bocquet推导了数学表达式,用这种方法当石头在河或湖中掠过会发生什么。他还推导了一个公式,可以计算出一块石头能够达到的最大次数“skip”在它最终沉没之前(L Bocquet 2003 上午。 J.物理 71150)

Intuition tells us that the best stones for 跳跃ping are flat and circular, and that they should be thrown quickly. A stone should also be “flicked”使其旋转,并应以较小的扫视角度击打水面。

Bocquet考虑了将平坦的薄石头扔到完全均匀的水面上的情况。他发现,决定石头是否下沉的主要因素是石头的质量,它相对于水平面的角度,相对于水面的角度,其旋转速度和水平速度。他计算出,小角度和高旋转速度相结合是最好的。

根据Bocquet的说法,只有在其初始速度超过一定值时,石头才会反弹。如果石材也在旋转,则会引入稳定扭矩,该扭矩可以保持与水接触的初始角度–这有助于石头再次弹起。

最大跳动次数取决于石头减速的速度–这又直接关系到它的初始速度。原则上,可以通过提高其初始速度来使石头反弹多次。但是,实际上反弹的次数受角度不稳定因素的限制–它与初始速度无关。这意味着最重要的初始“flick”至关重要。 Bocquet认为他的结果与观察相吻合,例如在掷球结束时反弹次数增加– known as “pitty-pat”.

最终,他希望他的计算能够使某人打破38弹跳的世界纪录,如果Bocquet正确的话,可以通过以每秒12转的速度将石头以每秒14转的速度旋转来实现。

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