第44章 桌球火箭問題的研究
第44章 桌球火箭問題的研究
想清楚之後，徐凌沒有再關注無人機電池的問題，將它擱置在了一旁。
眼下要準備的是被定在五月十五日的模擬對抗。
由於徐凌小組是反方，對於一組的問題如果沒有很透徹的理解的話，必然是沒有絲毫勝算的。
關於桌球火箭的原理，徐凌已經很清楚了，無非就是能量轉換的一個過程。
但原來題目中強調過桌球被拋射的高度，給定的參數是水的體積。
如果簡單來想，能夠變化的是容器的形狀。最簡單的考慮，容器都是圓柱體。
那到底是半徑大形狀寬扁的圓柱體好還是半徑小形狀瘦長的圓柱體好？
其實這些討論一組的報告中都有提出來，但徐凌包括小組的其他人都被裡面各種複雜的公式吸引了目光，根本沒有在意那些問題。
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那麼，如此看來，想要搞清楚液體動能向桌球動能轉換的定量關係，必須親自做一次理論的分析以及簡單的實驗驗證。
……
次日下午，徐凌將小組的眾人召集在了一起。
目的很簡單，就是儘可能發揮人多的力量快速地解決這個問題。
「模擬對抗在即，我們必須弄明白實驗的原理和重點以及對方可能會採取的思路。」
徐凌鄭重地說道。
「那麼，還是先從簡單的原理開始，誰能夠說一說？」
徐凌接著說道，眼神主要看向了梁修遠和黃雲峰兩人。
被目光掃過的兩人瞬間有些緊張，低著腦袋似乎在不停地思考，但遲遲沒有開口。
最後還是秦芹條理清晰地說了一遍。
「能量轉換！這麼簡單的問題你們還說不出來嗎？這是最基本的原理啊，一定要搞明白了。」
徐凌嚴肅地對黃雲峰和梁修遠說道。
兩人重重地點了點頭。
這並不是徐凌想要難為他們。團隊賽中是有兩方討論的環節的，所有人都要參與其中，如果連最基本的原理都不清楚，難道討論的時候一句話都不說嗎？
哪怕不說話，評論方就逮著他倆問問題呢？
搖了搖頭，徐凌繼續問道：「對於這個問題的分析，你們有什麼思路嗎？」
其實對於徐凌來說，想要完成這個問題的理論分析並不會太難，但他想要做的不是全部都靠自己，而是對自己的組員做出一個引導。
畢竟獨木不成林。
小組幾人沉思許久後，竟是季芸先開口了：
「嗯……這個問題雖然從宏觀上看起來並不難，但桌球在水中的下沉，水中射流的產生，桌球離開水面後的上升都不是簡單的運動。
我認為，應該分為兩個部分來分析，一部分是水和球的作用，另一部分就是球在空中的運動。」
聽著季芸的描述，徐凌也在腦海中做了一個模擬，隨即立刻做出了安排：
「不錯，季芸說得很好，這個分析沒有問題。那我們來嘗試著分析吧。先把水中的過程和空中的過程獨立開。季芸、黃雲峰和梁修遠，你們就試著分析球脫離水後的運動。可以先忽略球的旋轉。」
球在水中的運動過程自然就由徐凌和秦芹來完成。
因為水中的運動相比於空氣中，要複雜得多。不僅要考慮射流的產生，還要考慮波流聚焦效應等複雜問題。同時，浮力也不能忽略。
秦芹的主要任務還是為徐凌找需要的文獻資料，同時對徐凌的分析進行初步的判斷和查漏補缺。
很快，徐凌的分析開始了，手中的筆在紙上刷啦啦地遊走著，一個又一個數學符號躍然紙上：
小球下沉過程中，以容器為參考系。Z軸方向上，運用牛頓第二定律，ma=Fa+Fγ+Fd+Pa。
同時，由於球的質量很小，球的加速度和增加的附加質量力之比遠小於1。這說明相對於水，球的慣性可以忽略。
經過一系列近似和各種表達式的具體代入，再由積分關係，可以得到球的豎直下落深度。
最後通過計算機模擬，徐凌驚喜的發現，在一個高度範圍內，理論和模擬仿真結果是能夠吻合的。
徐凌這邊進行得很順利，反觀季芸那邊，三人已經是焦頭爛額了。
雖然季芸有大概的想法，但具體到每一個細節，她就有些有心無力了。
比方說，射流可能不是正對著球產生的，於是碰撞就不是正碰了，一個小小的偏向的角度就成了一個折磨人的參數。
更不用說什麼空氣阻力，什麼球因為沾水而出現了質量變化。
趁著秦芹查找文獻的空當，徐凌決定對季芸三人進行一個簡單的引導。
「速度不是沿著Z軸方向，就不知道怎麼辦了嗎？」
徐凌以半開玩笑的口吻說道。
季芸有些尷尬地撓了撓頭，臉頰瞬間浮上了一層緋紅。
「還是很好解決的，方向不正，那我們進行一個分解就行了啊。把速度分解到Z軸方向，先研究Z軸方向的速度。
然後，我們發現，這個偏轉其實並不明顯，我們可以近似地處理，給最後的結果加一個修正項就好了。」
徐凌給出了提示。
對啊！
矢量分解啊！
這怎麼都沒想到呢？
季芸似乎有些懊惱，但對於徐凌她不得不更佩服了。
明明年級比自己低，怎麼就這麼厲害呢？
黃雲峰和梁修遠兩人這時也反應了過來，立馬開始用手在空中比划起來。
……
眾人拾柴火焰高，這句話說得果然沒錯。
在徐凌充分發揮了小組每個人的力量後，只不過花了兩天時間，就已經把所有的理論分析理得清清楚楚了。
哪怕是讓他現場去做一個報告，也未必難得住他。
並且徐凌沒有選擇親自做實驗，而是用計算機做的仿真實驗。
這樣一來，時間又省下了不少，小組幾人能夠有更多的時間對各種問題進行探討。
這些問題包括了對一組同學的分析思路的猜想，對某些容易被忽略的細節問題的理解，以及對一組同學可能會出現的錯誤的預估。
總而言之，徐凌和小組幾人已經做足了準備，對模擬對抗的正式打響翹首以盼。
（還有更新耶）