打水漂是一个跨越地域、文化和时代的古老游戏，可以说只要在靠近水边的地方，就能看到这种让石子在水面上弹跳的小游戏。千万别小看这个看起来只是杀时间的消遣，不少人还真的靠打水漂玩出名堂，每年在世界各地都会举办正式的「打水漂锦标赛」，看谁能让石子在水面上弹跳最多次，或者弹跳最远。打水漂虽然只是个小游戏，但它背后的科学原理其实已应用到许多领域，接下来让我们一起看看，打水漂的科学吧！
如何打好水漂，先问问世界冠军吧！俗话说：「站在巨人的肩膀上，能看得更远。」要想知道怎么打好水漂，参考打水漂的顶尖高手是最快的。
目前能让石子在水面上弹跳最多次的世界纪录，由美国人 Kurt Steiner 在 2013 年创下，而这个次数颇为惊人，他能让石头在水面上弹跳 88 次！会打水漂的你是否觉得自己跟他差得远了？
世界纪录保持人 Kurt Steiner 打水漂的英姿。Giphy那要如何打好水漂呢？Kurt Steiner 也毫不吝啬地公开自己的诀窍：
大部分人在使用 Steiner 的诀窍后，打水漂的成绩都有显著提升。而当科学家深入研究打水漂后，就发现 Steiner 的诀窍其实与科学原理相呼应。
打水漂的科学原理打水漂，或者说为什么将石头丢向水面，能让石头在水面上不断地弹跳呢？这其中需要考虑的因素非常多，从流体力学、牛顿力学、摩擦力、重力等都有涉及，下面是简化后的示意与原理。
当石头被投出时，它会因地心引力逐渐下降而撞击到水面。根据 牛顿第三运动定律 ，当石头撞击水面时会将水往下推，而水也会产生一个反作用力将石头向上推回去。 这个反作用力由石头对水产生的压力与石头和水的接触面积所决定 ，当这个反作用力超过石头的重量时，就能将石头向上弹离水面。另外由于石头的尾部会先撞击水面，让水面会形成一个斜面，而这个斜面会改变水对石头的反作用力，让石头倾斜地向上弹跳，而非垂直弹跳。
随后每一次弹跳都是重复上面的过程，只是随着石头不断撞击水面，其动能会越来越小，直到撞击水面后产生的反作用低于石头的重量时，弹跳便不再发生。
打水漂的示意图。U是石头对水的向下推力，F是水对石头产生的反作用力，S是石头与水的接触面积。Physics Today而科学家根据理论计算，并透过高速摄影机观察成功的水漂后，得出了四个打水漂的关键因素：
定轴陀螺仪。Wiki 打水漂的黄金入射角 20 度。Daily Mail Online 圆形扁平的鹅卵石最适合打水漂。Amazon而这四个经过科学实验与计算后得到的关键因素，与 Steiner 公开的诀窍几乎一致。不过即使知道关键，甚至以此建立的专业打水漂机，目前最多也只能让石头弹跳 50 次，和 Steiner 的纪录相比，仍是相差不少。可见「师父领进门，修行在个人。」
水漂打得好，战争没烦恼你可能会觉得研究打水漂这种消遣小游戏背后的原理没什么用，但事实上，打水漂的原理已多次应用在战场上，并立下汗马功劳。
早在 16 世纪，英国海军就发现 将炮弹以够低的角度打在海面上 ，就能让炮弹在水面上弹跳，以此 加大炮弹的射程 。打水漂炮弹有时甚至能弹到敌舰的甲板上，对其造成毁灭性的打击，而这也成为英国海军的标准战法。
二次大战期间，英国人又再次将打水漂应用在战场上。
当时英国想摧毁德国的工业重镇——鲁尔工业区，以此斩断纳粹的武器供应。但英军始终无法突破德军的防守，以空袭的方式攻击鲁尔工业区。因此，英军将眼光转到鲁尔工业区上游，鲁尔河的三座水坝上。只要水坝一被打破，大量的水便会倾泄而出，顺着河流破坏下游的鲁尔工业区。
水坝溃堤，倾泻而出的水。Giphy但想破坏水坝可没这么容易，水坝由厚实的混凝土建成，只有用 重型水下炸弹或大型鱼雷直接命中水坝 ，才可能将其炸毁。德军当然也知道水坝是鲁尔工业区的命脉，因此布下密集的防空火炮和水下防鱼雷网，这让英军的轰炸机不仅无法在够近的距离投下炸弹，连想投放鱼雷进行攻击都做不到。正当英军一筹莫展之际，英国的一位工程师—— 巴恩斯，沃利斯 在与孩子们玩打水漂时，从中获得灵感。
沃利斯运用打水漂的原理，设计出 弹跳炸弹 (Bouncing Bomb)。这种该炸弹呈圆桶形，在投下之前会以一定的速度旋转。当炸弹投下后，便在水面上以弹跳的方式前进，越过水下的防鱼雷网，直接命中水坝。在对炸弹经过多次测试与调整后，英国空军决定于 1943 年 5 月 16 日晚间，施实代号名为「惩戒行动」的作战。这次行动，弹跳炸弹成功破坏了鲁尔河的两座水坝，而随后的大水对鲁尔工业区造成巨大的破坏。
弹跳炸弹示意图。Wiki 水漂还能打上大气层？如果你以为打水漂的原理只能用在水上，那真是看扁它了。事实上航太科学上也已应用该原理了。
当航太飞行器从外太空返回地球时，飞行器会与大气层摩擦产生高温，而这种高温对飞行器会造成巨大的伤害。要避免高温的伤害，让飞行器逐步降速进入大气层是一个不错的方法。当飞行器从外太空进入大气层时，大气层也会产生一个反作用将飞行器推回去。因此科学家们会让飞行器先在大气层先打打水漂，等飞行器的速度逐步降到安全范围后，再让飞行器进入大气层。如此不仅节省燃料，也能避免高温的伤害。而最近运用这个原理返回地球的航太飞行器，就是中国的嫦娥五号。
航太飞行器返回地球时，应用打水漂原理来降速的示意图。图/Scientists reveal how Stone Skipping Techniques can progress Reentry of Landing Aircraft想不到看似简单的打水漂，竟然能延伸出这么多复杂的应用吧！其实不只打水漂，任何事只要我们研究的够深，常常都能在意想不到的地方让它开花结果。在我们的生活中也是如此，有时看似没用的兴趣，或许多下点功夫深入研究，也许有一天会给你意想不到的收获！
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