在水面上扔石头是一种古老的游戏，但是更好地理解其中的物理原理对于更严肃的事情来说是至关重要的，比如太空飞行器或飞行器重新进入水面时的着陆。

 

在AIP出版的《流体物理学》一书中，杏耀主管来自中国几所大学的科学家们揭示了几个关键因素，这些因素影响着跳石或飞机落地时在水中所遭受的弹跳次数。

 

这项研究包括理论建模和一个简单的实验设置，使用模型石实时收集数据。研究人员用一个铝盘作为石头的替代品，并设计了一个发射装置，利用压缩机喷出的一股空气来控制圆盘向水中运动的速度。

 

之前的研究已经确定，旋转石头是让它跳跃或反弹的关键，所以实验设置允许一个马达在发射前对圆盘施加控制旋转。此外，该盘有一个尼龙帽，内含一个惯性导航模块，用于测量飞行中的数据，并通过蓝牙连接将数据传输到计算机。

 

研究人员观察到圆盘与水面碰撞后的两种运动:跳跃和冲浪。在后者中，圆盘沿着水面滑行而不反弹。

 

决定圆盘是否能反弹的一个关键量是垂直加速度。当这个加速度超过重力加速度g的4倍时，圆盘就会弹起。当它稍小一点，3.8 g时，可以观察到冲浪。

 

“我们认为冲浪现象是一种临界反弹形式，杏耀平台总代理3.8 g作为临界反弹边界，”作者赵坤说。发现这种石头有可能跳跃的最小值是3.05 g。

 

科学家们还发现，圆盘或石头旋转的方向会影响其轨道和姿态或俯仰， 杏耀平台谈科技 ，即水面和飞行方向之间的夹角。

 

“我们的结果表明，旋转的主要作用是通过陀螺效应稳定碰撞过程中的姿态，”赵说。

 

旋转也使圆盘在飞行中偏离了轨道。顺时针旋转使轨道向右弯曲，而逆时针旋转使轨道向左偏移。

 

“我们的研究结果为推进航天和海洋工程的未来研究提供了一个新的视角，”赵说。