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有請牛頓來喝茶
2008/07/07 15:25:21瀏覽1748|回應0|推薦2
有請牛頓來喝茶......(此文完成於2005.02.18)

「浮力」與「自重」是二個不同方向的施力,前者往上,歸「阿基米德」管,後者向下,歸「牛頓」管,二者是不同的東西,涇渭分明。一般釣魚人談「浮力」,老喜歡在阿基米德身上打轉,其實,阿基米德也蠻無辜的,他只告訴大家:「水是公平的,對同體積(排水量相同)的東西,所給予的浮力都是相同的」……並沒有說:「要把不同物體(不同密度者),"完全壓入水中"所需的力量是相同的」。也就是說,如果光憑阿氏定理(往上的力),來推論複雜的釣組,是不夠的,因為”底釣”時,釣組平衡力的來源,還含括了牛頓的萬有引力(往下的力)、觸底時線組的支援力等,所以說,「重力、浮力、支撐力」,是"靜態"釣組的三大影響力。如涉及動態平衡的過程時,又須加入水阻、鐘擺效應、魚的拉力、水流、線組粗細等影響力,所以不把牛頓請過來一起談談,實在解不出來。

阿氏定理成立的前題是:「物體浸入水中時」,所以,要符合此定理,一定要先把物體「強壓入水」成立。但是,他並沒有把「物體壓入水中所需的動力來源或過程」交代清楚,因為,他討論的是平衡後的靜止狀態,而非動態的平衡過程。而這個下壓的動作與力道,與物體的密度與材質息息相關,是一個變量,才是真正的問題所在。事實上,既然相同體積的物體完全浸入水中時,會產生相同的浮力,它就是一個定量,那我們根本可以忽略掉阿氏定理,將其定性化,讓垂釣的思考模組更單純,在試驗與討論時,才不容易鑽牛角尖。密度不同的的標體,自重必然不同,向下的力道必有差異,這已涉及牛頓相關的定律了。

而釣組中不只浮標入水,其他的線、墜、鉤、餌等皆入水,當然也有浮力存在,如要完全符合阿基米德原理,就應該以整體釣組為對象才準確。所以說來應該是「整體釣組」的殘存浮力,而不是「浮標」的殘存浮力。例如,浮釣二目的「釣目」,與底釣二目的「釣目」,及同樣是底釣,鉤墜躺底與輕觸底的二目「釣目」,光套用阿式定理,是無法解釋其異同的,如不以整體釣組配合牛頓定律來考量,會容易被誤導或迷失了。釣組,既是一種"組合"的概念,標體與TOP尾,應該合為一談才是(輪船一體論),那麼,把TOP尾粗細,分成上小下大的微觀說,可能意義也不大了。如再依此微觀的結果,去推論整個垂釣的運作,恐誤差更大了。

二支同體積、體型,不同材質與密度的浮標,如果將密度較大者(即自重較大者,如"鐵之密度大於水"),調成"水平"後,把其所用的鉛重去調另一支密度較小者(自重輕),則被下拉的標身入水深度,必然高於水平;也就是說,當"下壓力道相同"時,自重輕的浮標所受的浮力較小(未完全入水),而自重大者所受的浮力較大(完全入水)。如要達二者皆為水平(完全入水、浮力相同)狀態的話,自重輕者必然要支出更多的下壓力道(鉛重)才行,這就是浮力相同(不變)、下壓力不同(變量)的模組。因此,一般人認為二者「浮力不同」的情形,嚴格說來,應該是「下壓力道不同」才對,大家把它們搞混了。依牛頓的說法(第三定律),下壓力道不同,其反作用力當然不同,魚訊自然有差異。

換句話說,釣魚最重要的,是在釣組平衡被打破後,所產生的不同反作用力,這才是魚直接感受力道的重要來源。所謂「平衡狀況」,即是外力之合力為零的狀態,這種狀態是非常短暫的,因為在多變的水世界中,沒有永遠的靜止狀態。更不是傳統上所說的「零浮力」所在,真正「零浮力」的調法,應該要調到「魚吸餌時感覺不到反彈力」的狀態才算數,這已不是”單墜”釣法可以圓說的境界了。不管何種調法,要打破平衡的"瞬間"初始力值,一定是相同的(趨近於零),之後隨著外力的持續介入,向下作用力的增加(魚嘴向下拉力及慣性定律)與減少(水阻、魚抬頭或撞線等,造成鉛重出現瞬間失重的情形),浮標相對會快速往下、往上動態平衡,此時的合力已不為零,這就是「反彈」的過程(類似鐘擺效應)。

反彈的大小(即魚訊的上下幅度),又與外力變動的強弱有關。而自重輕的浮標吃鉛重,同樣在鉛重失衡時(線組非垂直、失去或減少制衡作用),向下的作用力損失必然較大,在浮力不變的條件下(阿式定理),反彈力道當然大於吃鉛輕、自重大者,這也是我們認為標訊活潑的原因。不過,重鉛要被上拉,或說讓鉛重處於失重(線組非垂直、無直接牽制作用)狀態,所需的外力(魚嘴拉力)自然要大些,魚是否願意支出此力,則要依魚情而論了。這就是說,依魚嘴的不同,鉛座被上下移動的程度也不同,魚訊的差異於焉產生。

所謂"自重大、吃鉛輕"的浮標,等於把部分的鉛重移到浮標本體上,當鉛重失衡時,向下的作用力損失必然較小,浮力不變(同樣沉在水中),反彈的幅度、力道相對會小些。且同樣的拉力,下拉的幅度也相對大些(慣性)。這也是為什麼,自重大、重心低的浮標,下頓動作大、上浮動作小,整體魚訊「下拉」的感覺會很誇張的原因,這也「調低為靈」者的思考中心所在。既然反彈是力矩遭破壞後、試圖恢復垂直的一種動作,就會有鐘擺效應的產生,這恐又形成另一種"間接"的影響力介入了。因此,研究釣魚理論,光靠阿基米德,怕是不行的,所以才會把牛頓拉進來一起談。

轉個角度來看,在實釣中可以發現,"同一支浮標",「調低」時的訊號會近似上述自重大的浮標,「調高」時的魚訊反應與自重輕的浮標接近,為何?「調低」者用鉛較重,平衡掉較多的上浮力,因此欲達同樣的下拉幅度時,就會比較省力,此時既然支出的下拉力較小,自然相對產生的反作用力也不大,所以才造成魚訊下頓明確、但上浮卻不明顯的偏差情形。也就是說,如果魚的拉力並未因下拉容易而同步減少時(如搶食、即反作用力相同條件下),則必增大下拉的幅度、加快沉速,下頓魚訊會更強烈,但上浮魚訊因鉛較重、體積大,及反彈距離拉長,往上水阻會增大延遲效果,所以更會出現「浮標下沉後、久久不見浮起」的單向運動現象,如果因此認定是「靈」,可能偏頗些。同理,「調高」者鉛重較輕,欲達一樣的下拉幅度時,自然要支出較多的力道(假設魚願意的話),相對產生反作用力也較大,反彈必然較大,魚訊上下對比必然清晰。此時因魚需支出的力道較大,除非魚搶食,否則下拉幅度有一定限度的。如魚吃食兇猛、有達此下拉幅度的意願時,縱然水阻加大些,但輕鉛體小、反作用力又大,反彈力道依然強勁,所以出現的是「浮標快速下沉、又快速浮起」的雙向現象,這就是傳統台釣認為「靈」的所在,與釣者眼睛直觀的感覺較符合。
在釣界,很多人對阿基米德原理都曾懷疑過,可能是誤認為「浮力」乃釣魚的唯一理論來源,而又對很多的釣魚現象,無法自圓其說所致。事實上,釣魚以動態平衡過程為主,靜態時候反而不多,所以,不把牛頓請來一起談談,老在「阿氏定律」中打轉,當然難解了。
( 休閒生活雜記 )
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引用
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