Wie springt ein Stein über Wasser? » Wissenschafts-ABC


Der Stein hüpft aufgrund der Kombination aus Wurfwinkel und Wurfgeschwindigkeit über das Wasser. Der Stein muss eine bestimmte Geschwindigkeit haben, um von der Wasseroberfläche abzuprallen, und der Winkel, in dem er geworfen wird, beeinflusst, wie viel Geschwindigkeit verloren geht, wenn er auf das Wasser trifft.

Wenn Sie der Typ Mensch sind, der gerne Spaß hat, ohne zu viel Geld auszugeben, dann wissen Sie bereits, dass es die beste Option ist, Zeit in der Natur zu verbringen. Die natürliche Welt bietet endlose Mengen ihrer eigenen Ressourcen, die Menschen konsumieren, verschmutzen (die schlimmste Realität unserer globalen Gesellschaft), überleben und sogar damit spielen können. Eine solche Form der Unterhaltung, die es bietet, kommt in Form eines sehr „physischen“ Spiels – Steine ​​springen.

Bildnachweis: Ria h/Shutterstock

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Diejenigen, die sich mit Steinspringen auskennen oder es in der Vergangenheit getan haben, wissen sehr gut, dass es eine seltsame Kombination aus harter Arbeit und einer Menge Spaß ist. Sie können Leute sehen, die Steine ​​werfen, und denken, dass sie verrückt sind, aber es wird nicht lange dauern, bis Sie auch nach dem perfekten Kiesel suchen, um sich mit den anderen Steinspringern zu messen. Seien Sie nicht zu eifersüchtig; Sie werfen schließlich Steine!

Es ist erstaunlich zu sehen, wie diese Steine ​​über das Wasser gleiten und 2, 5 oder 12 Mal über die Wasseroberfläche zu springen scheinen. Aber wie macht es das? Was lässt den Stein nach dem ersten Wurf über die Wasseroberfläche springen, ohne zu sinken?

Steine ​​springen: Das Spiel

Bevor wir weiter auf die Wissenschaft des Spiels eingehen, möchte ich zuerst das Spiel denen erklären, die nicht viel darüber wissen (wo warst du?). Das Überspringen von Steinen ist ein einfaches Spiel, das zwei grundlegende Dinge beinhaltet; ein Stein (oder ein Kieselstein oder irgendetwas, das ausreichend flach und schwer genug ist) und ein Gewässer. Mit einem Gewässer meine ich natürlich nicht, dass Sie Ihre Badewanne mit Wasser füllen und anfangen sollten, Steine ​​hineinzuwerfen… Ich meine ein ausreichend großes Gewässer, wie einen Teich oder einen See.

Wie der Name schon sagt, geht es beim Steinspringen darum, sein Bestes zu geben, um einen Stein von der Wasseroberfläche zu springen. Was Sie tun, ist, einen flachen, glatten Stein zu finden und ihn in einem niedrigen Winkel auf die Oberfläche zu werfen, sodass er abprallt und nicht sinkt, wie es der Fall wäre, wenn Sie den Stein mit einem großen Bogen werfen würden. Idealerweise sollte der Stein mehr als einmal überspringen. Anfänger haben normalerweise Probleme, aber um gut Steine ​​überspringen zu können, braucht man gute Steine ​​und eine großartige Technik. Sei geduldig! Das Spiel ist im Wesentlichen, wer die meisten Sprünge aus seinem Stein herausholen kann. Alles über 4-5 ist ziemlich gut, aber die besten Stone-Skipper der Welt können gut in den zweistelligen Bereich kommen!

Die Wissenschaft hinter dem Springen von Steinen

Nachdem Sie das Spiel verstanden haben, schauen wir uns an, was den Stein daran hindert, durch die Wasseroberfläche zu fallen, und ihn stattdessen wiederholt von der Oberfläche abprallen lässt.

Unnötig zu erwähnen, dass hier eine Reihe von Naturkräften im Spiel sind. Wie oft ein Stein über die Oberfläche springt, hängt von einer Reihe von Faktoren ab:

  1. Die Höhe, aus der der Stein geworfen wird
  2. Der Winkel, in dem der Stein geworfen wird
  3. Art des Aufpralls des Steins auf die Oberfläche
  4. Zustand der Wasseroberfläche
  5. Die Kraft, mit der der Stein geworfen wird

Impulserhaltung

Es gibt ein physikalisches Prinzip, das bestimmt, wie zwei Körper reagieren, wenn sie kollidieren. Darin heißt es: „Bei einer Kollision zwischen Objekt 1 und Objekt 2 in einem isolierten System ist der Gesamtimpuls der beiden Objekte vor der Kollision gleich dem Gesamtimpuls der beiden Objekte nach der Kollision. Das heißt, der von Objekt 1 verlorene Impuls ist gleich dem von Objekt 2 gewonnenen Impuls.“

Das bedeutet einfach es gibt keinen Gesamtimpulsverlust, wenn es eine Wechselwirkung zwischen zwei Körpern gibt. Beim Springen von Steinen drückt der Stein, wenn er die Wasseroberfläche berührt, eine kleine Menge Wasser nach unten, was den Stein auch nach oben drückt. Unter der Annahme, dass die Kraft, mit der der Stein nach oben gedrückt wird, dem Gesamtgewicht des Steins gegenübersteht, gibt es eine Mindestgeschwindigkeit des Steins, über der er nicht sinken würde. Das bedeutet, dass der Stein nicht abprallen würde, wenn er nicht die erforderliche Mindestgeschwindigkeit hätte (die vom Gewicht des Steins abhängt).

Noch wichtiger ist, dass der Spin den Stein während seines Sprungverlaufs stabil hält. Deshalb hilft es, wenn sich der Stein beim Werfen auch um die eigene Achse dreht, da dies den Stein gegen das auf den Rücken ausgeübte Auftriebsmoment stabilisiert.

Der optimale Wert

Es gibt keinen optimalen Wert für die Geschwindigkeit, mit der Sie werfen müssen, aber es gibt einen Wert für den Winkel. Es wurde festgestellt, dass wenn auf den Stein geworfen wird ein Winkel von 20° zwischen dem Stein und der Wasseroberfläche, hat es eine höhere Chance abzuprallen. Außerdem bietet ein ruhigeres Gewässer einen geringeren äußeren Widerstand gegen die Sprünge.

Ganz klar, wir dürfen keine Zeit verlieren! Rase mit einer Handvoll runder, flacher Kieselsteine ​​zum nächsten See und überprüfe deine Technik und die Kraft deiner Arme. Um sich selbst einen Standard zu setzen, wird der Rekord für das Überspringen von Steinen (in Bezug auf die Anzahl der Sprünge) von gehalten Kurt „Bergmann“ Steiner.

Kurt Steiner in Aktion

Kurt Steiner in Aktion

Wie viele Sprünge, fragen Sie?

88.

Beginnen Sie besser mit dem Üben!


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