хочу все знать

[avva]

А вот почему плоский камень скачет по воде, если его правильно запустить? Как это объяснить физически?

(плюс тот же вопрос про круглое ядро из пушки)

Comments

Re: Подъемная сила

[(Anonymous)]

еще есть один нюанс. камень должен вращаться. тогда вращательный момент сохранит ориентацию камня и следующее падение камень совершит на ту же поверхность. это необходимо для множественного подпригивания... устойчивостх задачи, в физ-мат смысле.

Re: Подъемная сила

[(Anonymous)]

http://physicsworld.com/cws/article/print/24090

Re: Подъемная сила

[avva.livejournal.com]

Проблема в том, что вот это мне совсем непонятно:

"The conservation of momentum dictates that as the stone enters the water and pushes some of it downwards, the stone is, in turn, forced upwards. This force is equal to the hydrodynamic pressure on the stone multiplied by its area, which, using dimensional analysis, can be shown to scales as ρU2S, where ρ is the density of the water, U is the stone's velocity and S is its cross-sectional area. Assuming that this force is balanced against the weight of the stone Mg, where M is its mass and g is the acceleration due to gravity, there exists a minimum velocity - of the order of a few kilometres per hour - above which the stone will bounce."

Непонятно, например, при чем тут сохранение импульса, какая сила толкает камень вверх, почему она может зависеть от скорости камня, и как эту зависимость объяснить хотя бы "на пальцах", и почему ядро из пушки может прыгать, не будучи вообще плоским и таким образом обладая минимальной площадью соприкасания с водой (не говоря уж о том, что плоский камень, наверное, тоже не абсолютно точно ориентирован параллельно плоскости воды?).

Т.е. мне хотелось бы объяснения (если это возможно), а не успокаивающих слов в духе "все нормально, физики это понимают", которые дает эта статья.

Re: Подъемная сила

[mikev.livejournal.com]

Рассмотрим плоский камень, скользящий по поверхности воды и имеющий малый угол с поверхностью alfa, размер вдоль движения L, размер поперек движения A и скорость U. Тогда камень уходит в воду на глубину L*sin(alfa)~L*alfa и вертикальная проекция скорости воды вдоль нижней его поверхности порядка U*alfa (Частица воды за время L/U опускается на глубину L*alfa). Масса воды, которая вовлекается в движение за единицу времени ~U*A*ρ. Таким образом, импульс, который камень сообщает воде за единицу времени ~U*alfa*U*A*ρ~ alfa*ρU²S.
Это прикидка по порядку величины, если делать все аккуратно, то окажется много сложнее. Вроде бы на эту тему есть теорема Жуковского.

Re: Подъемная сила

[a-bronx.livejournal.com]

Вращаться не обязательно - достаточно лишь того, чтобы при каждом соприкосновении форма подводной части (в основном носовой части) и скорость были достаточны для выхода на глиссирование. Если скорость в избытке, камень получит избыточный импульс и вылетит из воды.