Поделиться
Метать камешки в воду можно по науке
Французский физик подвел под любимую забаву вдумчивых интеллектуалов - бросание плоских камешков в воду, многократно отскакивающих от ее поверхности "рикошетом", - солидную теоретическую основу. Лидерик Боке (Lyderic Bocquet) из университета Лион-I разработал математическую модель многократного отскакивания брошенных камней от поверхности воды (L Bocquet 2003 Am. J. Phys. 71 150). Она позволяет, в частности, определить, через сколько "отскоков" от поверхности камень булькнет в последний раз. Интуитивно кажется очевидным, что наилучшего результата по числу отскоков от поверхности воды можно достичь с плоским круглым камнем, брошенным как можно сильнее. Камень в броске необходимо закрутить, а лететь он должен по возможности под небольшим углом к воде.Боке рассмотрел поведение идеального тонкого камня, отскакивающего от идеально ровной невозмущенной поверхности жидкости. В результате анализа его движения обнаружилось, что сильнее всего влияют на количество "отскоков" масса камня, угол движения и ориентация оси камня по отношению к горизонту (и к поверхности воды), скорость вращения вокруг собственной оси, а также горизонтальная скорость движения. Чем меньше угол к горизонту и чем больше скорость вращения - тем лучше.
Модель Боке предсказывает, что отскочить камень сможет только в том случае, если начальная скорость превышает некоторое пороговое значение. Закручивание камня стабилизирует его полет, что повышает шансы многократного отскакивания.
Максимальное количество отскоков определяется тем, насколько быстро падает скорость полета камешка, а это, естественно, зависит от его начальной скорости. Теоретически увеличить количество отскоков в рамках модели можно, наращивая его начальную скорость. На практике, однако, оно ограничено фактором угловой дестабилизации, который от скорости движения не зависит, а, следовательно, все определяется критически важным для дальнейшего полета первым "отскоком". Боке утверждает, что полученный им теоретический результат вполне согласуется и с экспериментальными данными, в частности, с увеличением частоты отскоков в конце полета.
Зачем все это было нужно? Боке, по всей видимости, надеется, что его теория поможет побить установленный мировой рекорд количества "рикошетов", составляющий в настоящее время 38 (раз). Если Боке прав, рекорд был поставлен с помощью камня, брошенного со скоростью 12 м/с и вращавшимся вокруг своей оси со скоростью 14 оборотов в секунду.
Источник: по материалам PhysicsWeb.
Короткая ссылка
