回旋镖为什么可以飞回来?不论是在武侠小说中经常出现的暗器、飞镖,还是在河边无聊时捡起石头玩的打水漂。他们虽然都可以达到指定位置,但是注定踏上了有去无回的旅程。
而今天的主角回旋镖却与众不同。它不仅能够向外飞行一段距离,还可以自行返回发射者的手中,因此吸引着众多人进行尝试和挑战。但是在感叹人们日益精巧的回旋镖技术时,也不禁好奇这背后的原理为什么将回旋镖扔出后,他还能自己飞回来呢?
以最传统的v字形回旋镖为例,用手触摸标记的边缘就会发现它并不是完整的,而是一道光滑的曲线。这和飞机的记忆非常相似,即特殊的界面形状会使空气的流速加快。根据伯努利原理可得,流速大的地方压强小,因此标两侧就会形成压强差,从而为回旋镖提供了一个侧向的生力。而除了截面形状的特殊,回旋镖还在不断的进行着自旋。我们可以把这个运动过程想象成一个转动的陀螺。他在被鞭子抽打后,不仅仅会发生自旋,还会在地面上绕着一个铅直轴进行旋转。而这种绕行运动就被人们称作陀螺进动。
了解以上两个原因之后,我们就可以具体分析回旋镖的运动过程。当半径为a的标被甩出后,它以角速度欧米伽自旋的同时,以速度v向前运动。在标意的一端运动到最高点a位置时,它的旋转方向与速度v同向速度加快,为v加a乘以欧米伽。而在最低点b二者方向刚好相反,速度减慢,为v减a乘以欧米伽,因此a点受到的侧向力要大于b点两个力大小不等他们的合力力距就会促使回旋镖像前面提到的陀螺一样,在空中绕一个大圈,最后回到发射者的手中。
这个原理听起来有些复杂,但是早在一七七零年,库克船长抵达澳大利亚东海岸时,就发现当地的土著在使用这种弯曲木头捕获猎物。现在回旋镖已经成为了澳大利亚土著人的标志。两千年悉尼奥运会,会徽的设计者更是把回旋镖的形状与奔跑的姿势巧妙的结合在了一起,将这一种古老的历史文化传递给了全世界。而除了澳大利亚,欧洲国家同样盛行回旋镖运动,德国北部的基尔市还会定期举办世界性的回旋镖锦标赛。最后必须提醒一点,娱乐和运动的同时,也不要忽略安全问题。首先要选择一个相对开阔的场地,避免伤害到路人。其次,回旋镖的速度很快,杀伤力较大,因此揭标时要时刻小心,量力而行。