第44章 乒乓球火箭问题的研究

想清楚之后，徐凌没有再关注无人机电池的问题，将它搁置在了一旁。

眼下要准备的是被定在五月十五日的模拟对抗。

由于徐凌小组是反方，对于一组的问题如果没有很透彻的理解的话，必然是没有丝毫胜算的。

关于乒乓球火箭的原理，徐凌已经很清楚了，无非就是能量转换的一个过程。

但原来题目中强调过乒乓球被抛射的高度，给定的参数是水的体积。

如果简单来想，能够变化的是容器的形状。最简单的考虑，容器都是圆柱体。

那到底是半径大形状宽扁的圆柱体好还是半径小形状瘦长的圆柱体好？

其实这些讨论一组的报告中都有提出来，但徐凌包括小组的其他人都被里面各种复杂的公式吸引了目光，根本没有在意那些问题。

那么，如此看来，想要搞清楚液体动能向乒乓球动能转换的定量关系，必须亲自做一次理论的分析以及简单的实验验证。

……

次日下午，徐凌将小组的众人召集在了一起。

目的很简单，就是尽可能发挥人多的力量快速地解决这个问题。

“模拟对抗在即，我们必须弄明白实验的原理和重点以及对方可能会采取的思路。”

徐凌郑重地说道。

“那么，还是先从简单的原理开始，谁能够说一说？”

徐凌接着说道，眼神主要看向了梁修远和黄云峰两人。

被目光扫过的两人瞬间有些紧张，低着脑袋似乎在不停地思考，但迟迟没有开口。

最后还是秦芹条理清晰地说了一遍。

“能量转换！这么简单的问题你们还说不出来吗？这是最基本的原理啊，一定要搞明白了。”

徐凌严肃地对黄云峰和梁修远说道。

两人重重地点了点头。

这并不是徐凌想要难为他们。团队赛中是有两方讨论的环节的，所有人都要参与其中，如果连最基本的原理都不清楚，难道讨论的时候一句话都不说吗？

哪怕不说话，评论方就逮着他俩问问题呢？

摇了摇头，徐凌继续问道：“对于这个问题的分析，你们有什么思路吗？”

其实对于徐凌来说，想要完成这个问题的理论分析并不会太难，但他想要做的不是全部都靠自己，而是对自己的组员做出一个引导。

毕竟独木不成林。

小组几人沉思许久后，竟是季芸先开口了：

“嗯……这个问题虽然从宏观上看起来并不难，但乒乓球在水中的下沉，水中射流的产生，乒乓球离开水面后的上升都不是简单的运动。

我认为，应该分为两个部分来分析，一部分是水和球的作用，另一部分就是球在空中的运动。”

听着季芸的描述，徐凌也在脑海中做了一个模拟，随即立刻做出了安排：

“不错，季芸说得很好，这个分析没有问题。那我们来尝试着分析吧。先把水中的过程和空中的过程独立开。季芸、黄云峰和梁修远，你们就试着分析球脱离水后的运动。可以先忽略球的旋转。”

球在水中的运动过程自然就由徐凌和秦芹来完成。

因为水中的运动相比于空气中，要复杂得多。不仅要考虑射流的产生，还要考虑波流聚焦效应等复杂问题。同时，浮力也不能忽略。

秦芹的主要任务还是为徐凌找需要的文献资料，同时对徐凌的分析进行初步的判断和查漏补缺。

很快，徐凌的分析开始了，手中的笔在纸上刷啦啦地游走着，一个又一个数学符号跃然纸上：

小球下沉过程中，以容器为参考系。Z轴方向上，运用牛顿第二定律，ma=Fa+Fγ+Fd+Pa。

同时，由于球的质量很小，球的加速度和增加的附加质量力之比远小于1。这说明相对于水，球的惯性可以忽略。

经过一系列近似和各种表达式的具体代入，再由积分关系，可以得到球的竖直下落深度。

最后通过计算机模拟，徐凌惊喜的发现，在一个高度范围内，理论和模拟仿真结果是能够吻合的。

徐凌这边进行得很顺利，反观季芸那边，三人已经是焦头烂额了。

虽然季芸有大概的想法，但具体到每一个细节，她就有些有心无力了。

比方说，射流可能不是正对着球产生的，于是碰撞就不是正碰了，一个小小的偏向的角度就成了一个折磨人的参数。

更不用说什么空气阻力，什么球因为沾水而出现了质量变化。

趁着秦芹查找文献的空当，徐凌决定对季芸三人进行一个简单的引导。

“速度不是沿着Z轴方向，就不知道怎么办了吗？”

徐凌以半开玩笑的口吻说道。

季芸有些尴尬地挠了挠头，脸颊瞬间浮上了一层绯红。

“还是很好解决的，方向不正，那我们进行一个分解就行了啊。把速度分解到Z轴方向，先研究Z轴方向的速度。

然后，我们发现，这个偏转其实并不明显，我们可以近似地处理，给最后的结果加一个修正项就好了。”

徐凌给出了提示。

对啊！

矢量分解啊！

这怎么都没想到呢？

季芸似乎有些懊恼，但对于徐凌她不得不更佩服了。

明明年级比自己低，怎么就这么厉害呢？

黄云峰和梁修远两人这时也反应了过来，立马开始用手在空中比划起来。

……

众人拾柴火焰高，这句话说得果然没错。

在徐凌充分发挥了小组每个人的力量后，只不过花了两天时间，就已经把所有的理论分析理得清清楚楚了。

哪怕是让他现场去做一个报告，也未必难得住他。

并且徐凌没有选择亲自做实验，而是用计算机做的仿真实验。

这样一来，时间又省下了不少，小组几人能够有更多的时间对各种问题进行探讨。

这些问题包括了对一组同学的分析思路的猜想，对某些容易被忽略的细节问题的理解，以及对一组同学可能会出现的错误的预估。

总而言之，徐凌和小组几人已经做足了准备，对模拟对抗的正式打响翘首以盼。