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需要灵巧的手才能让鞭子抽响。现在研究人员报告说,他们已经发现了导致这种惊人声音的机制。长期以来,人们一直认为鞭子的抽响是由于鞭梢的运动速度足够快,突破了音障并产生了音爆。但新的发现表明情况并非如此。显然,鞭子上的环才是真正的噪音制造者。
尽管绝不是鞭子大师,但亚利桑那大学的阿兰·戈里利仍然对这种现象感到好奇,并着手从理论层面进行研究。他与应用数学专业的研究生泰勒·麦克米伦一起,在即将发表在《物理评论快报》上的一篇论文中,对皮革条的行为进行了建模。先前的鞭子研究(过去一个世纪中仅有的三篇关于该主题的论文之一)得出了一个令人费解的观察结果,即音爆发生在鞭梢的速度约为音速两倍时。但如果鞭梢真的是抽响的原因,为什么在鞭梢首次达到音速时没有更早地听到声音呢?戈里利和麦克米伦的计算揭示了答案。“鞭子的抽响来自沿着鞭子移动的环,环的速度不断加快,直到达到音速并产生音爆,”戈里利说。他指出,即使鞭子的某些部分以更快的速度移动,“但产生音爆的是环本身。”
尽管鞭梢失去了作为可怕抽响声源的殊荣,但它仍然是一股不可忽视的力量:根据戈里利的计算,“鞭梢可以达到鞭子初始速度 30 多倍的速度。”