跳水时水花是如何压下去的?

宅家的棉花糖 2024-08-09 18:56:48

跳水运动员入水过程,也就是固体流体碰撞的过程,如何让溅起的水花减少到最低限度呢?这项神秘的“压水花”技术几乎是各国跳水好手的秘密武器,不过基本原则已经众所周知。

沃辛顿早在1900年就对圆球入水后液体的流动现象做出了观察与分析。在物体“砸入水”的某些特定情形中(尤其在物体入水速度较快时),如果我们用高速摄影机将时间定格下来就将会发现,物体入水时表面会像手掌似的先拍出一圈水(这通常被描述为飞溅)、入水后趁着水不注意会把一个大空气尾巴拖进水中(这被称为空腔)、等水反应过来了之后会一股脑地扑向空腔从而在物体刚刚入水地方的中间部分产生一个喷泉,这就是著名的沃辛顿射流。后来,科学家们也在此基础上,慢慢开始加大研究系统的复杂程度,开始研究下落体形状、材料的亲水性等对水花的影响。

入水前最重要的动作是把握时机打开身体增加转动惯量,以“刹”住旋转并确保垂直入水。起初人们先验地认为将双手合拢,呈流线型入水会阻力最小,溅起的水花也最小。据说有人在“冰棍”式跳水中无意发现不绷直脚尖而用脚掌对水效果更好,于是带来了平掌撞水的压水花技术。实验表明,当我们以楔形姿势进入水面时,水在手臂以及相邻水的挤压下,就会朝着压强最小的斜上方逃逸;而当我们垂直翻掌入水时,水受力向两侧扩散,一部分被在挤压向上的水,被高速运动的人体带着向下,因此水花就被压住了。因此,我们通常听到有经验的人说平掌入水溅起的水花要远小于“双手合十”垂直入水溅起的水花。

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