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我把“水花消失术”的原理教给你,能领会多少就要看你自己了~

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北京科学中心(北京青少年科技中心)科普号
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审核专家:罗会仟

中国科学院物理研究所研究员、科普作家

前不久,在2023跳水世界杯-蒙特利尔站的比赛上,我国跳水运动员全红婵在407C(向内翻腾三周半抱膝)和207C(向后翻腾三周半抱膝)两个动作上均跳出了满分,最终在女子单人10米跳台项目上再次获得冠军!

全红婵跳水 来源丨新闻图片

除了全红婵以外,中国跳水队在其他项目上也取得了不俗的佳绩,比如女子双人3米板项目也成功拿到金牌。

中国跳水队不仅在空中动作上表现得十分标准流畅,她们的“水花消失术”也让不少网友们津津乐道,有关他们下水的水花讨论话题一度吸引了上亿的阅读。

热搜话题 来源丨微博截图

那么,为什么这些运动员们下水的水花特别小,有什么特殊的动作诀窍吗?经过一番研究,小编找到了答案。

在解释水花消失之前,我们先来了解一下,为什么物体投入水中会出现水花?

水花从哪来?

说起物体进入水中产生水花的现象,就不得不提到流体力学中的一个重要原理——阿基米德原理

这是由古希腊科学家阿基米德发现的定律:当物体进入到静止的流体中时,物体排出的流体体积大小,刚好等同于物体本身浸入流体的体积,因此物体受到的浮力等于该物体排开流体的重量。

阿基米德在浴缸中发现流体原理

来源丨百度百科

当把物体以一定的初速度投入液体时,物体会与液面发生撞击,在不断浸入过程中把液体排开,这时,如果液体本身粘滞系数较低(即流动性好,如自来水),液体溢出的部分就会喷溅到液面以上,就成了我们说的“水花”。

蜂蜜 来源丨pixabay

而如果液体本身粘滞系数较高(即流动性差,如蜂蜜),在受到撞击后,很可能不会有“水花”产生。

水花是如何“消失”的?

水花是大是小,与多个因素有关。

首先是物体体积。当物体体积越大,且和水面接触面积越大时,其溅起的水花就会越大。

其次,物体入水的速度和角度也会影响水花大小,入水速度越快,意味着排开水的速度越快,水花就越大;垂直90度入水时,产生的水花是最小的。

实际运动中,跳水运动员们要实现“水花消失术”,在入水动作上就十分有讲究。

入水的过程中,为了减小入水过程中与水面的接触,运动员们会将肘部伸直、手臂夹紧头部并紧紧贴近耳朵,并保持在身体正中的方向。

入水时,运动员们会绷直身体,调整身体躯干与头颈部处于同一直线上,且与水平面保持垂直。

这个过程中需要全身肌肉的协同发力,只有这样,才能避免撞击过程中的冲击力影响到入水的正确姿势,产生明显的水花。

入水前手掌平压水面 来源丨新闻图片

其次,入水时还要注意手掌和人体的姿势。

也许有人认为,手指并拢呈“双手合十”的方式入水,水花会更小,但事实恰恰相反。

科学家们经过研究得出,在流体力学中,楔形物体入水时,会引起尖端接触水体朝着阻力最小的方向去运动,溅起的水花较大;而方形物体入水时,由于接触面积较大,导致水体主要朝着横向运动,水花反而较小。

来源丨网络图片

因此,跳水运动员会采用“平掌入水”的方式垂直入水,在入水瞬间用手掌压住水花,这样入水过程中溅起的水花就比较小。

“平掌入水”的完整姿势,是一只手掌放平伸直,五指并拢,同时另一只手掌抓住其手背,五指紧扣,同时腕关节背屈90度。

平掌入水

来源丨四种压水花技术比较,杜辉英,成都体育学院学报,1991

不仅入水的时候手部的关键动作,运动员的身体姿态也很重要。入水时如果身体姿态保持流线型,身体表面会形成一层气流,增加人体表面与水体之间的粘滞力,这也有助于减小水花。

除此之外,入水之后,运动员们还会进行“滑行双臂”、“身体翻滚”等动作,也有助于减少水花的喷溅。

虽然在实际的跳水运动中,想要做到完全“零水花”是不可能的,即使是肉眼看到“没有水花”的情况,在摄影机下依旧可见端倪。

但是,体育运动的魅力,就在于人类不断突破身体极限的毅力与韧性。

中国运动员们凭借着不断的训练和努力,将每个动作都做到精益求精,用精湛的技术为观众们呈现出了完美的“水花消失术”,相信在未来的日子里,运动健儿们一定能取得更加优秀的成绩,在世界体育史上留下属于中国的名字。

评论
演绎无限精彩
大学士级
中国运动员们凭借着不断的训练和努力,用精湛的技术呈现出了完美的“水花消失术”。竞技体育的世界,只有一步一个脚印,才能成就万万想不到的精彩!
2023-07-05
传承解惑
大学士级
溅起水花的大小和运动员身体的体积大小、运动员入水时身体与水面的接触面积呈正比。
2023-07-05
贺兰卫士
学士级
当把物体以一定的初速度投入液体时,物体会与液面发生撞击,如果液体本身粘滞系数较低,液体流出的部分就会喷溅到液面以上,就形成了我们说的“水花”。如果液体本身粘滞系数较高,在受到撞击后很可能不会有“水花”产生。
2023-07-05