Камни в воду: учёные высчитали волшебный угол

На фото — мировой рекорд по швырянию камешков с крутого бережка. «Лягушка» Колемана-Макги прыгнула 38 раз (фото yeeha.net).

Как же это будет по-русски? Одни говорят, что запускают «лягушек», другие называют это «блинами», третьи «нырками», четвёртые выражаются словами «кидать плоские камушки в воду, чтоб они подпрыгивали большее количество раз». На всех языках названия разные, а учёные, о работе которых пойдёт речь, сказали бы «рикошет».

Прыгающие по водной поверхности камушки веселят людей очень давно — поговаривают, этим ещё древние греки баловались.

А первое официальное упоминание о забаве относят к 1583 году. Тогда наравне с камушками бросали раковины устриц, а игра называлась Ducks & Drakes («Утки и селезни»).

Почему так? Да потому что, когда камень в первый раз отскакивает от воды — это «утка», второй раз — «селезень», третий раз — снова «утка» и так далее. Относящееся к метанию выражение «делать уток и селезней» имело значение «расточительное отношение к финансам» — аналог «бросать деньги на ветер».

Согласно легенде, в спорт «Уток и селезней» превратил английский король, запустивший в Темзу соверен, а в США игру популяризировал, якобы, сам Джордж Вашингтон, бросивший в воду не то камень, не то серебряный доллар. Как видите, в игре участвовали и монеты.

Прыгай-прыгай! Желательно — 39 раз (иллюстрация yeeha.net).

Необходимо уточнить, что американский термин звучит, как «stone skipping». Британцы чаще говорят «stone skimming», ирландцы «stone skiffing», датчане «smutting», а французы «ricochet».

Пожалуй, будем называть это «стоун-скиппинг», по-американски, так как чемпионом (пока ещё) является гражданин США.

В общем, в настоящее время прыгают преимущественно камни, а сам стоун-скиппинг поставлен, можно сказать, на профессиональную основу. Вот, к примеру, NASSA — Ассоциация стоун-скиппинга Северной Америки, а это Stoneskipping.com — официальный сайт данного вида спорта.

Кстати, спортом эту потеху мы назвали не случайно. Здесь проводятся чемпионаты, и действительно присутствует дух соревновательности, поскольку имеется мировой рекорд. Его в 1992 году установил в Техасе на Blanco River некто Джердон Колеман-Макги (Jerdone Coleman-McGhee). Его камешек отскочил от воды 38 раз, за что метатель был занесён в Книгу рекордов Гиннеса.

На чемпионатах мира по метанию камней всё так же серьёзно, как и на настоящих спортивных состязаниях (фото yeeha.net).

Впоследствии он написал книжку The Secrets of Stone Skipping и основал NASSA.

Понятно, что попасть в Книгу хотят очень многие, но как не стараются, рекорд побить всё не могут — 23-24 касания, а дальше никак. Видя такое дело, секретами стоун-скиппинга заинтересовались учёные и, прежде всего, как ни странно, французские.

Движет ими вовсе не жажда рекордов, а желание понять физику данного явления с сугубо практическими целями. Например, злополучные шаттлы, возвращаясь в атмосферу Земли, подпрыгивают почти как камень.

Таким образом, изучение скачущих по воде плоских предметов — очень важное дело, имеющее прямое отношение к посадке космических кораблей! Невольно начинаешь думать, что схожесть NASSA с NASA не случайна.

На соревнованиях используются камни самых разных форм и размеров (фото stoneskipping.com).

А первой новостью от французских специалистов стал доклад Ледерика Буке (Lyderic Bocquet) под названием «Физика стоун-скиппинга» (PDF-документ: The physics of stone skipping), опубликованный в 2002 году.

В нём описывались результаты первых экспериментов, а также было обещано окончательное раскрытие секретов бросания камешков.

Свои обещания французы попытались выполнить в первых числах января 2004 года, когда в журнале Nature появилась статья «Секреты успешного стоун-скиппинга» (Secrets of successful stone-skipping). Ледерик Буке является лишь соавтором этого труда, а руководителем группы, которому и достались все лавры, стал Кристоф Клане (Christophe Clanet) из исследовательского института IRPHE.

В метании участвуют и дети, и инвалиды (фото yeeha.net).

Итак, чтобы помочь людям из NASSA и NASA, исследователи построили механизированную катапульту, которая вместо камней, монет и ракушек запускает алюминиевые диски в двухметровый бассейн. Тем самым, они сделали шаг от теории к практике — решили пронаблюдать всё своими глазами.

При помощи видеокамеры они зафиксировали миг запуска, длящийся меньше сотой доли секунды. Кроме того, во время экспериментов точно вымерялись угол, скорость полёта и вращения.

Тут-то учёные и обнаружили, а может — убедились, что самое главное «это волшебный угол», то есть — угол в 20 градусов, под которым плоский объект касается воды.

Бывает, что камень не отскакивает от воды вообще (фото stoneskipping.com).

В этом случае — французам неизвестно, по какой причине — минимизируется контакт объекта с поверхностью. Это означает, что у него остаются «силы» скакать дальше и дальше.

Вращение, скорость и форма также важны.

К примеру, вращение стабилизирует объект и препятствует его погружению, потому-то он, вероятнее всего, отскочит. Точно так же «скоростные» камни будут прыгать лучше, чем медленные.

Так, 5-сантиметровый диск, приближающийся к воде под волшебным углом, должен лететь со скоростью, превышающей 2,5 метра в секунду. Ну, и круглые диски лучше скачут благодаря площади соприкосновения с поверхностью.

Как бы хорош не был спортсмен, в конце концов, камешек всё равно утонет (фото vuw.ac.nz).

Не сообщается, каких, собственно, результатов в стоун-скиппинге добилась команда Кристофа Клане. В частности, сколько раз подпрыгнул их диск. Да, и работа в целом кажется не законченной.

Но что же в итоге? Как побить рекорд Колемана-Макги?

Выходит, нужно взять камень, более других формой соответствующий диску, и, закрутив, запустить его изо всех сил под углом 20 градусов.

Должно быть, в выполнении этих условий катапульте швырять камушки будет проще, чем человеку. Если нет, то в Книге Гиннеса скоро появятся новые имена. Уж не ваши ли?



Реальный Counter-Strike: англичане и немцы строят карту de_dust

29 декабря 2003

На интернет-аукцион выставлен настоящий город

19 декабря 2003

Физики впервые «заморозили» свет

11 декабря 2003

Новая видеоигра будет рекламироваться кровью

1 декабря 2003

Индийский факир бросил есть и пить 68 лет назад

25 ноября 2003