玩“打水漂”有可能有助飞行安全
新的数学模型揭开“打水漂”游戏的奥秘。
不会过时的在平静的湖面上“打水漂”的儿童游戏涉及到了复杂的物理学—现在研究人员发展出了一个数学模型来解释它。。此模型可以帮助工程师设计出更棒的飞机，使飞机的机翼能够在寒冷的高空晃动甩掉结冰，和船体更好地在水中滑行。
科学家多少年来一直想揭开“打水漂”的物理学原理之谜。科学家现在已经知道石子第一次触及水面时的情况是什么，或高空的微小冰晶撞上被水汽覆盖的机翼时会发生些什么，但这之后面的情况却不那么清楚了。
英国伦敦大学学院（University College London）的数学家Peter Hicks和Frank Smith一直在试图设计一个公式来描述风中的微粒相互间的碰撞。终于他们意识到，许多这些碰撞的情况也可以用于在水面弹跳的物体。
基于早期的研究成果，Hicks和Smith建立了一个数学公式，能够预测出不同质量和形状的物体碰撞后弹离水面的速度和角度。具体说来，这个公式能够根据物体的质量和形状以及其砸到水面上时的速度和角度，计算出水对此物体施加的压力有多大。
在本月出版的《英国皇家学会期刊A》网上刊上，Hicks和Smith详细描述了他们用的一系列公式建立起来的数学模型。这个模型还引入了物体的长度、物体前后端距离，物体前端与水面之间的接触面积—叫做“湿了的部分“等参数。
Hicks介绍，不管其它变量，压力仍然是这个模型中最重要的参数。不管是高空冰晶也好，小石子也好，只要水面给这些物体施加了足够的压力，它们就可以弹回空中。这个模型“可以让我们观察到物体在流体中运动的状态，并能够预测它是否能够反弹。”Hicks说， “就象你在湖面上打水漂时观察到的每一次弹跳一样”他继续说道“但我的石子总是沉到水中没有踪影。
英国东英吉利大学（University of East Anglia in Norwich, U.K）的数学家Alexander Korobkin表示，由于水面弹跳的原理同样可用于优化在水中行进的轮船的抬举与稳定功能，从而让乘客感觉更加舒适，这个模型也可以应用于轮船的设计。但他同时提到了解其中的物理原理在当飞机需要在水上迫降时，飞行员必须精确地调整降落角度，以提高事故生还率的类似事件中非常关键。但不论如何，Korobkin都认为这篇论文“对揭开这一复杂和神秘的现象意义重大”。
EurekAlert!
