图源:Pixabay民间有一种叫做甩响鞭的运动,把鞭子使劲往空中一甩,便会传出响亮的噼啪声。鞭子打到物体劈里啪啦响正常,为什么抽空气也会这么响?早在1905年就已经有物理学家提出,这是因为甩鞭过程中,鞭梢的速度超过声速,在空气中产生冲击波,制造出声爆。不过,直到1927年才有科学家借助高速摄影技术拍下这一过程,后来的分析显示鞭梢处确实产生了声爆。鞭梢的最大速度超过了两倍声速(900米/秒),加速度高达重力加速度的50000倍。高速摄影显示鞭稍速度达到两倍声速 | 图源:Goriely, A., & McMillen, T. (2002)就算是大力水手也无法把手臂挥出这么快的速度,鞭梢为什么能达到如此惊人的速度?主流解释是能量守恒。用力甩鞭时,人手赋予鞭子能量。手停下后,能量会继续沿着鞭子传递,让鞭子甩出去。而鞭子越到末端越细,质量越小,速度就会越来越快,此过程中的摩擦损耗可忽略不计。新研究通过更先进的高速摄影技术发现,鞭子在完全伸展前,鞭稍就已经突破声速,产生了声爆。鞭子产生的冲击波 | 图源:见水印