流体力学论揭秘钓鱼浮漂的自动翻身之谜

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相信钓鱼人都熟知这种情况，当初始施钓，将钓组向钓点抛出之后，首先看到的是铅坠入水下沉，而后浮漂随之落水。之后出现的情况是，浮漂并非如同铅坠那样直接沉入水中，而是躺在水面或呈倾斜状，慢慢摇摇摆摆，逐步增加入水深度；当在摆动过程中达到一定的埋深之后会出现突然的翻身动作继而竖直站稳。
试问，浮漂的翻身并非外力所致而是自动发生的，那么既然无其他外力所施，浮漂为什么会自动完成翻身动作呢，这应作何种解释？请看流体力学理论是如何破解浮漂自动翻身之谜的。
流体力学理论告诉我们，任何置于水中的物体如浮漂，在水中都要同时受到两种力的作用：一种是地球的重力，如同所有地球上的物体一样。其重力大小等于物体本身的质量与重力加速度的乘积即G=mg。重力作用方向为垂直向下，物体各质点所受重力的合力作用点即物体的重心。当物体的形体已定，其重心在物体中的位置是固定不变的，不因物体在水中的形态变化而变化。物体在水中同时还受到水的浮力作用，其作用方向为垂直向上。

根据阿基米德原理，物体在水中所受水的浮力大小等于该物体所排开同体积水的重量。同样，物体在水中被淹没体积各质点所受浮力的合力也有一个合力作用中心即浮心。受浮力作用，物体的浮心并非如同重心一样固定不变，而是随淹没体积的大小而改变，即随着物体埋深的增加而下位移。浸没在水中的物体由于比重大小的不同，会出现三种不同的形态。
当物体的比重大于水的比重时，即物体的重量大于所排开同体积水重量时，物体在重力的作用下会垂直下沉，直至水底。其下沉加速度a由于受到水的浮力P影响，其数值略小于重力加速度，a=（G-P）/m。如果物体的比重与水的比重相等，那么物体在水中处于任何深度都会呈稳定状态。
第三种情况，当物体比重小于水的比重时，物体在水中会呈漂浮状态，其入水淹没深度可根据物体重量与水的浮力相等这一原理求出。钓组在水中作为一个受力整体同样同时受到重力与浮力的共同作用。在调漂的全过程中也会出现上述三种不同的形态，钓组整体重量的改变是通过铅皮的增减而调整的。
当钓组在水中处于重力与浮力平衡而稳定的状态时，作用在钓组的重力线与浮力线是重合的。但刚将钓组抛出入水的瞬间，虽然在入水的同时即刻受到重力与浮力的共同作用，但因浮漂被抛出后偏离了钓线的垂直方向，从而使钓组的重力线与浮力线分离并形成一定的间距。直到浮漂在铅坠的拉动下，下沉不断加深，钓组所受浮力不断增大。
当钓组所受到的重力与浮力相等时，由于钓组整体的重心在下浮心在上，于是在所形成的力偶效应的作用下，驱动浮漂突然发生翻身的动作，在摆晃中逐步竖立站稳。此时作用在钓组的重力线与浮力线再次重合，于是钓组便完全处于稳定状态。如同大海航行的船只，由于船体的重心在下，浮心在上，当受到大风海浪的吹袭时会发生摇摆。

但一旦风浪停止，船体不会马上停摆，而是在振幅不断变小的摇摆过程中停止，最终直立处于稳定的航行过程中。这同样也是力偶效应作用的结果。所谓力偶效应，是指作用在同一物体大小相等而方向相反的二力，当作用线不在同一直线而且二者之间形成一定距离的情况下所形成对物体产生的转动效应。力偶效应的大小等于二力中任一力与二力作用线之间的垂直距离的乘积，称为力偶矩。二力间的垂直距离称为力偶臂。
不同造型的浮漂入水后的翻身动作快慢是不同的：对于漂身长的浮漂，由于入水下沉慢，形成的力偶效应来得迟，只有力偶矩达到一定数值后才能驱动浮漂翻身：相反，浮漂的漂身粗而短，质量比较集中，入水后很快形成力偶效应，自然翻身动作会比长身浮漂来得早而且快。各有利弊，长漂身浮漂在水中接触面积大而稳定性好，抗风力强，而短身浮漂就比较差。垂钓者应根据所钓对象鱼的不同以及水域环境等差异，选用不同的浮漂扬其利避其弊。