《從天才神童到首席科學家》第25章 你們晚上在寢室就討論這個?(1)

作者:臨溟曉月·1天前

「楊頓,你剛剛上廁所時,水花是不是濺屁股上了?」

見徐曉發現了問題的所在,楊頓也有些不好意思的撓了撓頭。

「哈哈,還是徐曉你瞭解我啊。先不說這個了,這其實是一個物理問題,值得我們好好研究一下。」

認真想了想,徐曉也覺得這個問題還真的有點兒意思。

如果按照普通彈性碰撞的模型去考慮,反彈速度應該不會超過撞擊時的初始速度。

但結合實際的經驗,這樣的模型肯定是存在一些問題的。

「我們把這個問題轉化為一個固體入水的問題。假設物體離水面h0=32釐米,按照自由落體去考慮,固體撞擊水面的速度v0=√(2gh0),g取9。8……」

楊頓快速的將問題轉化為一個理論模型,這樣的話,這個問題也不會顯得那麼的有味道了。

楊頓剛剛說完不久,呂一航便快速給出了答案。

「我算出來了,v0大概是2。5s。」

計算能力一直是呂一航的一個強項,即使是徐曉和楊頓,在這方面也是沒法與呂一航相比的。

對此徐曉也不得不服,他用計算器驗算了一遍,然後有些驚訝的發現,呂一航的計算結果已經精確到了小數點後兩位。

「可以,有一個近似值就夠了。這應該不是一個彈性碰撞的模型,因為水是一種流體……」

一邊說著,楊頓一邊從自己的櫃子裡翻出了一本書。

《大學流體力學》。

對於楊頓經常拿出大學教材的事情,大家都早就已經見怪不怪了,紛紛湊了過來,順著楊頓指的方向看了過去。

「你們看,我們研究的這個問題,是不是非常像瑞利空腔塌陷的模型?」

這是一個描述液體中氣泡在高壓環境下,非對稱湮滅過程的理論模型,主要用於分析球形空穴在無限液體中塌縮時的壓強變化。

雖然現實情況並沒有模型要求的那麼理想,但也完全可以進行簡化處理。

「的確可以這樣去分析。當固體與水接觸時,並不是直接反彈回來,而是先把水排開,砸出一個接近於碗狀的空腔……」

「沒錯,這樣的話,周圍的水就需要把這個空腔填上,往中間彙集,最後集中成一小股射流,這個質量肯定是遠小於固體的質量的。」

「假設射流的質量是固體的四分之一,根據能量守恆和動能定理,射流的初速度就是v“=2v0,水花的高度就是4h0了……」

「我靠,這麼算的話,楊頓你剛剛濺起的水花都超過1米了?人家從十米臺跳下來,都沒有這麼大的水花吧?」

「應該也沒那麼高,去掉能量損耗的話,水花高度應該到不了1米,不過超過初始高度應該是輕輕鬆鬆的。」

一番計算過後,楊頓所想到的這個問題,已經基本得到了解決。

不過楊頓的腦洞卻依然沒有結束,繼續思考起了壓水花的方法。

「如果能夠在第一塊固體入水之後,快速的釋放第二塊固體,這樣應該就可以把第一束射流給抵消掉了。」

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