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画一座冰山,看它怎么在水里漂浮
Draw an iceberg and see how it would float in water
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导读
这是一个互动小工具:你随手画出一个冰山的形状,它会模拟这块冰在水中如何翻转、下沉,最终达到稳定的漂浮姿态。它源于对“科学家画冰山画错了”这一讨论的回应,让用户直观体会浮力与重心、稳定平衡的物理原理。
为什么经久不衰:它把抽象的浮体稳定性物理变成人人可玩的直观实验,简单有趣又暗含真物理,因此多年后仍被反复推荐。
HN 评论精选
二维模拟与真实三维冰山有差异,可能让人得出错误结论
在不了解冰山应如何取向、科学家如何画冰山的前提下:真实的三维冰山的质量分布通常与我们画的二维投影不同,比如中心区域的“二维质量密度”会更高。因此,科学家们“画错了冰山”有可能其实是对的,只是放在二维里看起来不对。而且即使他们真画错了,人们也可能从这个二维模拟里学到关于漂浮稳定性的错误结论。
MauranKilom查看英文原文
So without any further knowledge about how icebergs should orient and how scientists draw them: Icebergs in 3D will generally have different mass distributions than the corresponding 2D projections that we are drawing here. For example, there will generally be higher "2D mass density" in the center. Consequently, it is possible that the scientists "drawing icebergs wrong" are actually right and it just looks/"behaves" wrong in 2D. And even if they're doing it wrong, it's also possible to learn the wrong lessons regarding floating stability from this 2D playground.
提供了深入理解背后物理的延伸阅读资料
那条 Twitter 讨论串链接到一篇讲解稳定平衡物理原理的文章,文章又链接到 E. N. Gilbert 的论文《How Things Float》,其中有更详细的数学解释。
yesenadam查看英文原文
The twitter thread links to this article about stable equilibria explaining some of the physics https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4373 which in turn links to this paper, E. N. Gilbert's How Things Float, which gives much more detailed mathematical explanation PDF: http://111.90.145.71/scimag/get.php?doi=10.2307/2325023&key=27S4PV482ZK2A0N5
指出模拟对自交图形的处理可能有 bug
我画一个 8 字(或 ∞ 形)会得到有趣的结果,我怀疑它把其中一个环当成了负密度。
_kst_查看英文原文
I get interesting results if I draw a figure 8 (or a figure ∞). I wonder if it's treating one of the lobes as having negative density.
分享一个能触发有趣模拟结果的画法
在水下画一条水平线,再用波浪线反复穿过这条线回到起点,会发生非常奇怪的事。我第一次试的时候,它直接跃出水面然后扑腾起来。
yesenadam查看英文原文
Draw a horizontal line under the water, then return back to its start with a wavy line crossing over the first line repeatedly. Very strange things happen. The first time i tried, it leapt out of the water then flapped around..
历次讨论
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