16.03.2015

Тайны «блинчиков» раскрыты профессором из Юты

Профессор Тэд Траскот (Tadd Truscott) и его коллеги из Университета Бригама Янга в штате Юта опубликовали в журнале Physics Today статью, посвященную «блинчикам» – популярному развлечению, состоящему в бросании камешков в воду с целью добиться как можно больше отскоков камня от поверхности воды.

Они провели ряд опытов, запуская в воду снаряды в форме дисков, а также сферические мячики из разных материалов. Анализируя полученные экспериментально данные, ученые пришли к выводу, что для камня в форме диска оптимальный угол траектории составляет 20 градусов. Но при возрастании веса камня угол должен становиться более острым. При этом скорость вращения должна быть достаточной для гироскопической стабилизации снаряда в полете и сохранения угла атаки после отскоков. Для сферических снарядов угол нужно вычислять по особой формуле, которая требует разделить 18 градусов на квадратный корень из относительной плотности материала сферы. Относительная плотность – это отношение плотности материала к плотности воды.

Ученые предложили и альтернативный способ запуска камня, когда он бросается под значительно большим углом к поверхности воды, но при этом ему придается сильное обратное вращение. В таком случае камень будет не отскакивать от поверхности, а ненадолго погружаться полностью, но за счет эффекта Магнуса возникнет подъемная сила, и камень вновь вылетит в воздух. Этот метод не дает рекордного числа отскоков, но, как пишут авторы статьи, «выглядит впечатляюще». Эффект Магнуса также используется футболистами при исполнении удара, получившего название «сухой лист», и игроками в настольный теннис – в ударе «топ-спин».

Практическое применение игре в «блинчики» нашли корабельные артиллеристы еще в XVIII веке. Выпущенные ими ядра поражали неприятельские суда рикошетом от водной поверхности. В 1942 году выдающийся английский изобретатель Барнс Уоллес применил этот же эффект, создав «прыгающую бомбу». Она была предназначена для разрушения плотин и дамб. Бомба сбрасывалась с низко летящего самолета и, отскакивая от поверхности воды, преодолевала заграждения их противоторпедных сетей. При помощи таких бомб 17 мая 1943 года ВВС Великобритании разрушили гидроэлектростанции в Рурской долине (операция Chastise). Во время подготовки операции, в ходе проведенных Уоллесом опытов, была определена величина оптимального угла запуска бомбы, составляющая 17 градусов, что соответствует результатам, которые сейчас получили ученые из Юты.

Источники:

1. polit.ru