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怎么把一瓶水扔出去,并立住?

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最近几年,一些国家的中学生们喜欢玩把一瓶水扔出去然后立住的游戏,当时的报道里大家是这样扔水瓶的。

当时我就想,这有什么难的吗,好像很容易呀,外国人是不是都很笨? 当然事实上是我笨,实际上如果自己亲自试一试的话,成功率也不是很高,可能刚开始只有2、30%,练习一阵之后也就是5、60%的成功率,这还只是往近处扔的成功率。

其实还可以这样扔

扔到十几米高的广告牌上去

升到显著标志物上

扔到桥上去

当然扔完了要回收回来,一般来说拿另一瓶水扔上去把之前那瓶砸下来就可以,但是也不是那么容易成功的,所有有时候还是要使用专门的工具。

那么这应该怎么扔呢? 扔到一定高度谁都会,把东西扔到某个平面上练练也都没问题,可是怎么保证水瓶底部着地,而不是盖子或者侧面落地呢? 某种程度上,这有点像扔飞刀,飞刀也要保证刀头先碰到物体,而不是刀柄。

其实这背后的物理原理还稍微有点复杂呢

要这样扔一个水瓶,需要水瓶里有合适的水量,然后经过大量练习 掌握技巧。

第一步,握住瓶子的上端,这时水瓶重心在瓶底。

第二步,抛出瓶子,由于水是流体,会在水瓶里流动开来。

第三步,水瓶质量小,水的质量大,水平的角动量会传递给水,使得水瓶整体的转动慢下来。

第4步,几乎不再旋转的水瓶在重力影响下垂直下落到平面上。

仅仅往高处扔达不到这种效果,一切都是从手腕发力让水瓶旋转开始的,之后水瓶就产生了角动量。

水瓶中的水在这种情况下会怎么运动是其中的关键。水比水瓶本身质量大很多,水瓶转动时试图把角动量传递给水,这时水会摊在瓶子内壁上,使得角速度降低,这其中还涉及一些流体力学的原理,不过这里就不细说了。当水位于水瓶底部时,角速度已经很低了,这时瓶子将会垂直地瓶底朝下落到平面上。

接下来我们需要的是训练自己,掌握好这个瓶底朝下的时机,只要在瓶子碰到平面之前确保水瓶已经瓶底朝下地垂直下落就好了。

玩好这个游戏需要这么几个小技巧:

(1) 往瓶子里装大约1/3的水

水太多的话,水瓶里的水没有足够的空间流动,效果就像抛掷一个刚体差不多了。水太少的话,则质量不足以让角速度慢下来,也就没法平稳着地。

(2)每次都用同一种方法扔瓶子

扔得太快或者有点偏的话瓶子就会掉下来,用同一种方式扔的话,更容易做出微小的调整。

(3)控制好旋转

扔水瓶的时候,其实是在把水瓶里的水往上扔,但是旋转是施加在塑料水瓶上的。


最后,如果把水换成等质量的水银会怎么样呢?水银的密度是水的14倍,体积会小得多。

等质量的水和水银

装水银的瓶子也可以这么玩,当然汞有毒性,所以不建议这么做。

参考资料;

https://www.youtube.com/watch?v=IK5RvA-Iw5E

https://www.youtube.com/watch?v=AyLPMhp7qbs

http://www.vox.com/2016/5/26/11785562/water-bottle-flip-physics

https://www.youtube.com/watch?v=mOzH63wauAc


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