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彈跳科學 打水漂
彈跳科學 打水漂
THE MERIT TIMES
文/簡麗賢
2024-04-17
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圖/Julia Chou
圖/Julia Chou
文/簡麗賢使盡全力將扁平輕薄的石塊拋向水面的「打水漂」,曾是伴我度過童年至青少年時期的娛樂。我在農村長大,娛樂設施貧乏,村子裡的魚塭、魚池面積大,鄰居孩童放學後途經魚塭,閒來無事,窮極無聊,便玩起打水漂的遊戲,彼此計算扔出的石頭在水面彈跳的次數。十多年前,與一群朋友相約16天的絲路之旅,其中一站在大陸青海省,停留在偌大的青海省期間,踅踅逛逛,正好邂逅一廣大湖泊,湖邊散落許多扁平的石片,當地人告訴我們,是打水漂兒的娛樂遊戲。幾位物理老師與眷屬躍躍欲試,如此天然環境喚起兒時回憶,盡情地嘗試如何拋擲石片才能獲得更多的彈跳次數,又能達到最遠的射程。石頭彈跳 神奇有趣絲路之旅的行程中,並沒有「打水漂」,然而卻在青海省的湖邊掀起打水漂的科學論壇,幾經測試後,遊伴們紛紛提出創見,認為石頭的材質與造型、扔出的力道、石片接觸水面的角度,都會影響打水漂在水面的彈跳次數及遠近射程。就在我們滔滔不絕提出心得時,一位鄰近湖邊賣草帽、玩具與紀念品的商店老闆走近我們,端詳一下地面的石塊,撿拾一片扁平的石片,奮力擲向湖泊,咻咻咻在湖面彈起,我們齊聲喊次數,「哇哇哇!32次。太不可思議!」這位老闆顯然是個中老手,示意如何打水漂兒。當下我油然而生「試上高峰窺皓月,偶開天眼覷紅塵」的另一番領悟,打水漂的遊戲,不能小覷背後的科學概念。選對石頭 反作用大絲路之旅結束後回到台北,意猶未竟,上網一查,打水漂的學問可多啦!這是一個跨越時代、文化及地域的古老遊戲,難怪我的童年也會出現這種自然興起的遊戲念頭。「上善若水,水善利萬物而不爭」,靠近水邊的地方,就可能掀起讓石片在水面彈跳的遊戲,不只是殺時間的消遣,更為童年兒時與旅遊行程鐫刻記憶。從新聞報導中,這種跨地域的打水漂遊戲,竟然玩出名堂,有些地區還辦理正式的「打水漂錦標賽」。目前,世界打水漂最高紀錄的彈跳次數是88次,射程最遠約120公尺,2014年由美國玩家庫爾特斯坦納締造。接下來是否能創造新猷,突破紀錄,讀者拭目以待。打水漂達人斯坦納曾公開自己打水漂的訣竅,表示石片的材質與造型很重要,比手掌略小的圓形平底鵝卵石是絕佳選擇;投擲的力道愈大愈好,才能具備足夠的能量彈跳多次;最後是投擲石片的角度,盡量能與水面接近20度的入射角。今年二月,到台北科學教育館欣賞台灣國際科展的作品,正好展出一件探討打水漂的物理學的作品,發現模擬的研究結果,與打水漂達人的觀點接近。這件作品,透過電腦模擬與模型探討,模擬打水瓢在沒有轉動情況時,得到打水漂的最佳入射角度是20度,取名為「攻擊角」或「攻角」,以修整後的壓克力做實驗,在攻擊角20度時達最大高度,以及愈接近圓弧形的形狀邊界,打水漂的彈跳效果愈好。其次,實驗發現,兩側形狀不對稱的水漂,因運動過程伴隨轉動,其彈跳高度顯著下降;水漂形狀邊界愈粗糙,彈跳高度顯著下降,因此水漂形狀邊界愈光滑,有助於增加彈跳次數與射程。如果讀者想成為打水漂的選手,不妨考慮加強身體上肢的力量,工欲善其事必先利其器,選擇形狀對稱和粗糙度較小的石片,掌握保持石頭和水面撞擊時水漂攻角20度的投擲技巧,降低接觸面的形狀阻力,減少石塊能量損失,也許你會逐漸領悟打水漂的科學原理,創造打水漂的遊戲喜悅,甚至突破自己的紀錄。
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