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不論是在武俠小說中經常出現的暗器“飛鏢”,還是在河邊無聊時撿起石頭玩得“打水漂”,它們雖然都可以到達指定位置,但是註定踏上了有去無回的旅程。而今天的主角“迴旋鏢”卻與眾不同,它不僅能夠向外飛行一段距離,還可以自行返回到發射者手中,因此,吸引著眾多人進行嘗試和挑戰。

但是,在感嘆人們日益精巧的迴旋鏢技術時,也不禁好奇這背後的原理,為什麼將回旋鏢扔出後,它還能自己飛回來呢?

以最傳統的“V”字型迴旋鏢為例,用手觸控鏢翼的邊緣就會發現,它並不是平整的,而是一道光滑的曲線。這和飛機的機翼非常相似,即特殊的介面形狀會使空氣的流速加快,根據伯努利原理可得,流速大的地方壓強小,因此,鏢翼兩側就會形成壓強差,從而為迴旋鏢提供了一個側向的升力。

而除了截面形狀的特殊,迴旋鏢還在不停地進行著自旋。我們可以把這個運動過程想象成一個轉動的陀螺,它在被鞭子抽打後,不僅僅會發生自旋,還會在地面上繞著一個鉛直軸進行旋轉,而這種繞行運動就被人們稱作“陀螺進動”。

瞭解了以上兩個原因之後,我們就可以具體分析迴旋鏢的運動過程。當半徑為a的鏢被甩出後,它以角速度ω自旋的同時以速度v向前運動。在鏢翼的一端運動到最高點A位置時,它的旋轉方向與速度v同向,速度加快,為v+aω;而在最低點B,二者方向剛好相反,速度減慢,為v-aω。因此,A點受到的側向力要大於B點受到的側向力,兩個力大小不等,它們的合力力矩就會促使迴旋鏢就像前面提到的陀螺一樣,在空中繞一個大圈,最後回到發射者的手中。

這個原理聽起來有些複雜,但是早在1770年,庫克船長抵達澳大利亞東海岸時,就發現當地的土著在使用這種彎曲木頭捕獲獵物。現在,迴旋鏢已經成為澳大利亞土著人的標誌,2000年,悉尼奧運會會徽的設計者,更是把迴旋鏢的形狀與奔跑的姿勢巧妙結合在一起,將這一古老的歷史文化傳遞給了全世界。而除了澳大利亞,歐美國家同樣盛行迴旋鏢運動,德國北部的基爾市還會定期舉辦世界性的迴旋鏢錦標賽。

最後,必須提醒一點:娛樂和運動的同時也不要忽略安全問題。首先,要選擇一個相對開闊的場地(軟質地面),避免傷害到路人。其次,迴旋鏢的速度很快,殺傷力較大,因此,接鏢時要時刻小心,量力而行。

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