科宝复盘中国队夺金瞬间（二）——全红婵的“水花消失术”

在巴黎奥运会赛场上，中国跳水运动员全红婵、陈芋汐金牌得主纷纷表演起了“水花消失术”。科宝表示，“我下饺子的水花都比她们大”，她们究竟是如何让水花“消失”的呢？

（图源：新华社）

首先，水花是怎么形成的？

水花形成的基本原理是动量定理，现象上是水锤效应的一种表现。把“水花”的问题抽象化到物理本质上，就变成了固体入水问题。

当一个固体落入水中，会带进去一部分空气，水面被物体挤开后，上方就会形成一个空腔区域，这时候待物体下沉，这个空腔就会极速反弹，然后在刚刚落水的位置，被带下水的空气冲破水面从而再生成一个“喷泉”，这就是水花。这个现象最早被科学家沃辛顿在1900年的时候发现，并被命名为“沃辛顿射流”。

图：“沃辛顿射流”效应

水花产生了，那如何“压水花”呢？

跳水运动员如何减少水花涉及到流体力学的知识，要实现“水花消失术”，在入水动作上就十分有讲究。我们都知道，跳水入水时，最先接触水面的部位是手，那入水前双手的形态对产生水花的大小起着至关重要的作用。

图：不同的入水手型对比

有不少人认为，是不是双手合十，笔直入水接触面积更小，水花就越小？事实并不是这样，请看下图：

图：楔形刚体入水时的受力分析

科研人员通过有限元分析方法对物体入水的形状进行了模拟计算。结果表明：楔形刚体的尖角越尖锐，激起的水花越高。楔形刚体的质量越大、速度越大，激起的水花越高。

因此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，也就是最下面这个手势发展至今，成为使用得最普遍的入水姿势。

除了手型正确，能很好地压住水花，同时将后续入水的身体部位收紧，集中力量而不产生额外的水花也很重要。

在实际跳水的过程中，运动员需要进行翻腾或转体的动作，在入水之前无法做到让身体呈现一个完全竖直的状态。所以运动员除了要掌握好入水时压水花的动作要领，还要精准把握起跳、空中动作、打开时机以及入水后如何控制其余身体部位垂直入水等等。

在奥运会的赛场上，我们看到的是中国运动健儿的精彩表现，但我们看不到在这背后他们的数以万计的艰苦训练。

科宝表示，众创科普窥探每一项运动隐藏的科学原理，科学训练加努力拼搏，才是取得优异成绩的重要保障。

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