来源 | 中科院物理所

这个”打水漂“可不是什么努力都白费了的意思哦，而是一项世界各地人民都喜欢的岸边水上运动。

要说有多喜爱呢，北美甚至于1989年在德克萨斯州成立了”打水漂协会“，举行打水漂锦标赛，跳跃次数最多者取胜，而苏格兰每年也会举办相关的比赛，但是获胜条件不太一样，是飞的远的获胜（你想不想整个冠军？）。

可见大家对打水漂这项运动的喜爱。

江湖上有句很流行的话：“有人的地方就有江湖。”

而我们“水漂界”也有一句话：“有水的地方就有水漂！”

你不要过来鸭，小石头

打水漂也能发Nature？

The article about stone skipping on Nature？

大家可能就要问了，这打水漂还能玩到什么境界？

（玩出什么花来）

那你就大错特错了！

如果我们没有掌握一定的技巧，那可能仅仅就是

一个水花，跳水最后得分，10分，哇！！！

不好意思，走错片场了。

而世界吉尼斯纪录保持者Kurt Steiner打水漂记录是88次。

kurt steiner

而打水漂掠过距离最长的世界纪录保持者Dougie Isaacs划出了121.8米的距离。[1]

然后我看了看我打出的一个水花

难过的留下了眼泪

痛定思痛之后

我决定好好研究一下

弄清楚里面的物理过程

并准备写一篇名为《论如何科学的打水漂》的论文

并争取发表在《宿舍学报》上

（总觉得我在瞎研究）

结果

我用关键字搜索了一下与水漂相关的论文

（谁会研究这个吗？）

突然

一篇2004年的Nature印入了我的眼帘

什么？？？

这东西还能发Nature？

我揉了揉眼睛，发现并没有看错

算了，《宿舍学报》计划宣布破产，先学一下技术

水漂分析来源：文献 [2]

这篇Nature通过大量系统的实验发现了一个打水漂的最优解，也就是当石头圆盘的平面与水面的夹角为20°时，是打水漂的最佳角度。[3]

不过这是为什么，这篇文章没有给出合理的解释。

如何才能打出一个完美的水漂？

How can I make a perfect stone skipping?

而第二年的一篇PRL，通过数值模拟，给出了理论解释：

简化模型来源：文献4

通过对水漂过程中石头-水平面进行建模，给出了和上面那篇Nature相同的结论，即20°角确实可以让水漂表现最好。[4]

那么除了这个角度之外，打水漂还需要哪些参数，才能把这个水漂打的又远弹跳次数又多呢？

按照经验来说，肯定初始速度越大越好，因为在碰撞水面的过程中会损失一定的能量，相同情况下，初始平动动能大的飞的远。而有一篇名为《Continual skipping on water》的文献中，证实如果石头可以维持水平速度，那么这个水漂将会一直进行下去（是不是感觉在哪里见过类似的结论？）。[5]

石头飞出手时，最好可以自带旋转，这样可以让石头在运动过程中保持一定的稳定性，这其中主要是利用了陀螺仪的原理，并且由于陀螺效应可以继续进行直线运动而不会出现偏差（大雾）。[6]

陀螺仪是一种由轮子或者圆盘组成的组成的装置，它可以围绕轴自由转动，而轴的方向不受倾斜的影响。重力对旋转盘平面的影响导致旋转轴“偏转”，而施加在旋转盘上的有效扭矩（是使物体发生转动的一种特殊的力矩）对角动量矢量也有影响。最终使得整个旋转轴在重力和其自身角动量矢量的影响下找到了平衡，从而维持了一定的稳定性。

而且文献中也提出，石头的形状最好是圆盘形状。[6]