打水飄兒

老師，打水飄兒為什麼石頭可以在水面上跳躍？

嗯，這是個好問題，我們先來描述一下如何打水飄。

就是拿一個平一點的石頭，以水平的方式，讓石頭以旋轉的方式射向水面。

好，說得不錯，那這石頭一定要旋轉嗎？直直的丟到水面可不可以。

應該不可以吧！老師，我們習慣上都是用旋轉的方式丟下去的。

講到旋轉，我們先來想想看有什麼東西也是旋轉的？

陀螺！

對，還有沒有？

子彈的飛行或是丟擲橄欖球。

好，我們先來想想，陀螺如果不旋轉的時候，站的起來嗎？

老師，這怎麼可能，陀螺如果不旋轉的時候，就會倒下去ㄚ！

對，陀螺轉的越快，是不是越不容易倒？

嗯，當陀螺轉的很快的時候，即使用東西丟它，它也是晃一下，又站好了！

這是因為轉動的時候， 陀螺上面的每一個質量都在轉動，這個大自然很神奇，它想維持每一個東西都在一個穩定的情況下，也就是不想改變，想想牛頓第一運動定律說什麼？

『動者�動，靜者恆靜』，就是說一個物體如果沒有外力的作用下，動的，就一直動下去；靜止的，就一直靜止下去！

對，還有一種就是『能量守恆』，一個物體由空中落下，他的位能減少，但是動能就逐漸增加了。而陀螺旋轉這件事，我門稱它為『動量守恆』，動量 (慣量) 的定義為質量乘上速度，在一個獨立的系統中，動量是固定的，例如你在船上，從一頭走向另一頭，則船也會跟著往返方向移動，這是因為初始的動量為零，當你向前走的時候，你的質量乘上速度後，變成有一個動量，因此船要向後以另一個速度移動，來形成一個負的動量，二者的和同樣為零，此即為動量守恆。

老師，這與火箭飛行的道理相同對不對？

是阿，火箭將氣體噴出來，氣體的質量與速度的乘積，假設為正的動量值，那火箭就會形成負的動量值來平衡，因為質量沒有負的，所以火箭就會增加負的速度，來平衡整個系統的動量總和。

而陀螺旋轉之後，他的每個質點都在運動，由於這是以旋轉的方式運動，通常我們就稱這種動量為轉動慣量，質量越大或是轉的越快的，同樣的就具有越大的轉動慣量，慣量越大，也就越不容易改變它的運動型態了。

這與子彈的飛行大同小異，當子彈快速前進時，如果沒有旋轉，它的運動軌跡就會很容易受到環境的影響，例如空氣阻力或是離開槍口時的瞬間橫向力量，使得子彈無法以最流線，也就是最低空氣阻力的方向前進，因此飛行速度就會快速遞減，而飛行距離也會降低。

槍利用膛線的設計，使子彈在出槍口之後，具有旋轉的運動，增加轉動慣量，使得子彈飛行的姿勢不容易改變，因此空氣組裡也可以降到最低，這也與美式足球 (橄欖球) 拋擲的情形相同。

所以打水飄時將石頭旋轉，是為了保持石頭的飛行姿勢？

我們取平的石頭，採用一種仰角偏上的角度，將石頭投擲出去，主要是讓它可以產生在水上滑動的姿勢，而旋轉就是要讓他保持這樣的姿勢，想想看現實生活中有沒有不旋轉的打水飄？

•••，有嗎？

你看過水上飛機沒有？就是一種用於水上降落的飛機，機腹兩側使用兩個大浮筒，取代輪子，主要用於小島之間的交通往返。

你看它降落的時候，是不是就像是打水飄一樣？

對耶，有時候他也是這樣一跳一跳的降落到水面上。

那他為什麼不用旋轉的？

我知道了，那是因為整個飛機的設計已經對它的運動姿態穩定下來，所以它不需要靠旋轉來穩定！

哈哈，沒錯，所以誰說打水飄一定要讓石頭旋轉？