美国物理研究所 发射装置示意图和数据采集系统特写
信用:赵坤 在水面上跳跃石头是一个古老的游戏，但是对于更严重的问题，如航天飞行器或飞机重返时的水上着陆，更好地理解所涉及的物理学是至关重要的
在《流体物理学》中，来自中国几所大学的科学家揭示了几个关键因素，这些因素影响着跳跳石或着陆飞机在水中的弹跳次数
这项研究包括理论建模和一个简单的实验装置，使用一个模型石头实时收集数据
研究人员使用铝盘作为石头的替代品，并设计了一种发射机制，利用压缩机喷出的空气来控制铝盘向水中移动的速度
先前的研究已经确定旋转石头是让它跳跃或反弹的关键，所以实验装置允许马达在发射前对圆盘施加受控的旋转
此外，磁盘有一个尼龙帽，里面有一个惯性导航模块，可以测量飞行中的数据，并通过蓝牙连接将其传输到计算机
研究人员观察到圆盘与水面碰撞后的两种运动:弹跳和冲浪
在后一种情况下，圆盘沿着水面滑动，完全不反弹
决定磁盘能否反弹的一个关键因素是垂直加速度
当加速度超过重力加速度的四倍时，圆盘就会反弹
当它稍微小一点时，3
8 g，观察冲浪
“我们认为冲浪现象是弹跳的一种重要形式
8 g作为临界反弹边界，”作者赵坤说
发现石头有可能跳过的最小值是3
05克
科学家们还发现，圆盘或石头旋转的方向会影响其轨迹和姿态，即水面和飞行方向之间的角度
“我们的结果表明，旋转的主要作用是在碰撞过程中通过陀螺效应稳定姿态，”赵说
旋转也使飞行中的圆盘轨迹偏转
顺时针旋转使轨迹向右弯曲，而逆时针旋转使轨迹向左偏转
赵说:“我们的研究结果为推进航空航天和海洋工程的未来研究提供了新的视角。”
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