創造最完美打水漂方程，看完跪了...
如果你來到海邊不打水漂，那等於沒來。
拿起石子打水漂，是人們心照不宣的默契。它就跟男生小便後要抖一抖一樣，是下意識的技術操作。
這項具有魔力的運動，吸引著無數男女老少。他們的目的只有一個：打出完美的水漂。
甩最酷炫的手法，打最遠的水漂
而目前打出最接近上帝的水漂，是他。
完美詮釋「薑還是老的辣」
在2013年9月6日，美國人庫爾特·斯坦納（Kurt Steiner）創造的在水面彈跳最多的吉尼斯世界紀錄：在水面彈跳88下。
這波神操作，「鐵掌水上漂」裘千仞看了也只能自歎不如。
他還透漏，職業選手俱樂部的門檻是彈跳25次以上。
據說他之所以打得這麼厲害，是受到法國科學家發表在2004年的《自然》（Nature）的啟發。
他們發現，石頭能彈多少次是取決於4個參數，它們分別是初速度、轉速、入水時石頭和水面的夾角，石頭材質。
為了讓漂友們打出最性感的水漂，決定給你們認真科普一下。
初速度
第一，要快！
俗話說，天下武功，唯快不破。這句話，在打水漂中一樣受用。
早在《Continual skipping on water》的文獻就提到，在拋擲石塊時，只有當速度超過2.5m/s時，彈跳才會發生。
根據相關的動能公式E=(1/2)mv²，我們知道，同一塊石頭，速度越大，動能就越大。
而且，當拋擲後的石頭與水面產生接觸碰撞時，石頭的動能是會產生一定的損耗。到最後，石頭動能越耗越低，低至某一個閾值時，自然就漂不起來，沉到水底。
《Continual skipping on water》
所以說，在同樣的情況下，賦予石頭的初始平動動能越大，飛的就越遠。
你看老大爺的殘影，就知道他到底有多快了。
大力出奇跡
角度
第二，找好黃金角度！
俗話說，角度決定一切。再怎麼天生神力，沒有一個好的角度也是飛不起來的。
法國克裡斯托夫.克拉內博士，和他的同事使用高速視頻照相機等設備，不斷試驗。最後得出結論：其他條件相同的情況下，石頭首次接觸水與水面成20度角時，水漂效果最為完美。
《Continual skipping on water 》
也不知道漂友們看沒看懂。但總而言之，只要讓石頭接近20°入射，你便可以獲得最大化的打水漂效果。
旋轉
第三，要旋轉。
玩過陀螺的漂友都知道，高速旋轉狀態下的陀螺，不管遇到怎樣的外力干涉，它的平衡是很難被破壞掉。
圖片來源於Fun科學
因為物體在快速旋轉狀態下，會產生一個方向唯一的 「角動量 」。
利用右手定則判定角動量方向
角動量方向一旦形成，就非常難以改變，也就是說如果它的方向是向上的，那就很難把它改變成朝向右上，或者左上，而物體則會為了保持角動量的方向而產生平移。
這就是傳說中的
同樣道理，在打水漂的時候，讓石頭自旋轉，會使石頭在與水面的碰撞中更加穩定，可以保持直線運動而不會出現偏差。
材質
第四，挑一塊扁平光滑的石頭！
如果你上次打水漂還在用著番薯狀石頭的話，那只能說，你真的很棒棒~
早在2006年，倫敦大學學院應用數學教授弗蘭克·史密斯就發表過一篇《Skimming and skipping stones》的論文。
裡面不僅涉及一條用於計算石頭彈跳次數的方程式：
M x A= P– MG+空氣影響。
（M代表品質，A代表垂直加速度，P代表水面回饋壓力，MG代表重力。）
弗蘭克教授還手把手教你怎麼選好石頭。
「你需要一塊扁平且光滑的石頭，厚度不要超過6毫米，直徑在3到6釐米之間，接觸水面的那一面要滑。」
類似這種
這樣能減少石頭與水面碰撞的能量損耗，同時平滑的底面在很大程度上減少阻力，會更有利於打出更遠的水漂。
打水漂的原理應用
如果掌握以上四點，充分理解其背後的科學原理，那你基本上是打遍水漂界無敵手，贏到沒朋友。
當然，有些朋友可能會嘲諷，「研究個啥打水漂啊，還用到物理知識，也太小題大做了吧。有這閒工夫，還不如想一下如何科技強國吧。」
對於這些朋友，只想說
實際上，打水漂早就已經被應用到軍事上了。
1943年，歐洲正處於緊張對峙的二戰時期。正所謂，雙方一心只想著，如何集中優勢兵力，重點打擊敵人要害。
很快，德國魯爾工業區中提供能源的三座大壩引起了英國人的重點關注。
魯爾工業區
但是，摧毀這三座大壩並非易事。
原因是大壩外面有魚雷防護網和戰艦的防禦。如何突破防禦一擊必殺，成為了英國軍事戰略的當務之急。
有意思的是，沒過多久，航空工程師巴恩斯·沃利斯提出了驚人的想法：製造一個在水面上瘋狂跳躍的大炸彈，俗稱「跳彈」。
而這瘋狂的想法竟然是沃利斯在自家花園水池裡打水漂想出來的。
他由此寫下一篇《球形炸彈——水面魚雷》一文，奠定了『跳彈』的理論基礎。
跳彈攻擊水壩示意圖圖片來源於SME科技故事
隨後，英國皇家空軍接受了沃利斯的建議，並委託他研製出威力無窮的「跳彈」。
不得不說，沃利斯真的是個狠人。
他的跳彈採用獨樹一幟的飯桶形狀，發射之前會以一定速度旋轉。在離水面18米的高度借助慣性投下，充分運用「打水漂」原理，以靈動的彈跳前進的方式避開防魚雷網，直接命中水壩。
來源：網路
我們可以從現代科學家的模擬實驗，來理解這個靈動的飯桶跳彈。
圖片來源於SME科技故事
還通過對比，直觀感受一下當時「跳彈」的威力。
可謂，所到之處，洪水氾濫。
沃利斯搞出來的這個「跳彈」，不僅直接炸爛了德國魯爾區的水壩，還間接導致兩座發電站癱瘓，嚴重影響德國工業能源供應。
功臣沃利斯一戰成名，也因此被載入史冊。
你以為這就完事了？
真的太太天真了，最強的打水漂還可以打到地球的大氣層邊緣。
我們知道，航天太空器完成任務後是要返航的。當太空艙高速穿越大氣層的時候，就會不可避免的產生高溫，而這往往是致命的。
所以，為了防止太空艙被高溫灼燒，科學家們突發奇想：利用打水漂的原理，給太空艙科學降溫。
正是因為這種「跳躍式再入返回」的方式，使得太空艙能夠順利返航。
從打水漂到「跳彈」，再到太空艙水漂穿越大氣層的巨大跨越，我們明白，科技與生活息息相關！科技來源於生活，又改變著生活！
寫在最後
何謂數學？
數學家Eduardo曾這樣回答
「數學是永恆，是真理，是一切的答案。」
◎來源:網絡 / 超模君
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