Ако едно дете скочи в басейн и няма кой да го види, прави ли пръски? Разбира се, че е така. Пръскането е наградата за скока. Децата няма да тичат около басейна, да се отдръпват все повече и повече, за да получат и да практикуват това перфектно скочи, ако всеки вход беше посрещнат с отпуснат глътка. Скачащите в басейни навсякъде живеят за изригването на водата. Това е тръпката, човек. А гюлето е крал за предизвикването на най-доброто пръскане край басейна.
Чудили ли сте се защо? Е, понякога е необходим професор от MIT, за да обясни неща, които всички научаваме до петгодишна възраст, така че Джон Буш, професор по приложна математика в Масачузетския технологичен институт и самоописан специалист по динамика на флуидите, отдели време от това, което вероятно беше важно и интелектуално продуктивни неща, за да обяснят защо гюлетата са — и това изглежда като технически термин — толкова пръскащи, както и как да направите най-доброто един.
flickr / Jlhopgood
Първо, урок. Има четири основни механични концепции, които взаимодействат една с друга, когато гледате как някой скача в басейна: гравитация, съпротивление на формата, флуидна инерция и, що се отнася до гюлетата, Уортингтън струя.
Плъзгане на формуляра: „Когато голям обект се движи през течност, получавате съпротивление, което се нарича съпротивление на формата“, казва Буш. Промяната в плътността, през която преминава даден обект, е много важна и в този случай, тъй като промяната на преминаването през въздуха във вода създава въздействие.
Инерция на флуида: Тялото, удрящо се във водата, се бори със съпротивлението на водата или нейната флуидна инерция. „По принцип получавате налягане, което се противопоставя на вашето движение, което е пропорционално на вашата скорост, на квадрат и плътността на водата", Буш казва. Тази концепция също играе роля в прескачането на камъни и способността на някои гущери да го правят тичам по вода.
Уортингтън Джет: Когато паднеш сфера в течност той създава дупка във водата и водата, която е била избутана настрани, се втурва обратно, за да запълни тази дупка. „По принцип, удряйки повърхността, вие измествате водата“, казва Буш. „Оставяте кухина след себе си и срутването на кухината причинява пръскането“, казва Буш.
Помислете за олимпийски високи гмуркачи, чиято цел е да създадат възможно най-малкото пръскане. Причината, в терминологията на механиката на флуидите, че те толкова позорно се опитват да влязат във водата възможно най-право нагоре и надолу, е да изместят възможно най-малко вода.
„Което наистина е индикатор за това колко сила поддържате по време на удар“, казва Буш.
Земно притегляне: Колкото по-далеч падате, толкова по-бързо пътувате, когато ударите водата (пренебрегвайте тук концепцията за терминална скорост, което в идеалния случай няма да е в игра на вашия местен плувен басейн).
„Когато се издигате, вие се движите по-бързо, така че въздействието е по-голямо“, казва Буш.
И така, накратко: скачач с гюле се ускорява във въздуха, докато се спуска, докато не удари спокойна вода. След това губят сила, докато се спускат под повърхността; за части от секундата над тях във водата съществува празно пространство, което водата естествено се втурва, за да запълни, което води до вертикално пръскане – и за тези цели в идеалния случай голямо.
flickr / Лорен Кернс
И така, защо Cannonballs?
Скок след скок, казва Буш, най-добрият ви залог за постоянно изместване на най-много вода е гюлето. Защо? Физика, разбира се. Скачачът обикновено представя най-изложената повърхност на водата, като същевременно увеличава максимално дълбочината на спускане във водата.
Разбира се, не всички гюлла са създадени равни. Малките деца вече знаят това - колкото по-голям е джъмперът, толкова по-голямо е пръскането. Защо? „Изместеният обем ще бъде пропорционален на вашия размер“, казва Буш. Ето защо гюле, изпълнено от мършаво 8-годишно дете, ще побледнее в сравнение с технически безупречно гмуркане от, да речем, сумист - или просто хъски 8-годишно дете.
Какво ще кажете за коремния флоп или ножа?
Защитниците на Пльосване по корем без съмнение плач фал на всичко по-горе. Техните измъчени кореми смирено протестират, че плоският удар е най-силният от всички варианти. Може да са отчасти прави, казва Буш, защото коремът ще създаде по-голям хоризонтален спрей от гюлето. „Просто защото увеличавате максимално откритата [повърхностна] площ по този начин“, казва Буш. Но вертикалната траектория на пръскане на коремния флоп ще бъде много по-ниска от гюлето, казва Буш, което го прави не идеален за спечелване на състезания. "И, разбира се, ще боли адски."
Макар да твърди, че гюлето е най-последователният скок за създаване на най-голямо пръскане, Буш допуска, че нож предлага интригуваща комбинация от дълбочина и изместване на водата, които съчетават най-добрите части на гюлето и корема, което води до вертикално и хоризонтално пръскане, когато е направено правилно.
flickr / Тим Пиърс
„Там получаваш нещо като нестабилно пръскане, асиметрично е“, казва Буш. Единият удължен крак може да създаде по-дълбока кухина от гюле. Добавете към това често неудобния ъгъл на гмуркача в ножа (водещ до последователност от удари на петите и дупето), и имате някои други уравнения в играта. „Разбира се, ако влезете настрани, има нещо като странично пръскане само от... вашата хоризонтална инерция, отклоняваща течността в хоризонтална форма.
Може ли правилно изпълненият нож да създаде по-голям пръсък от гюле? Това е научно интересен въпрос, казва Буш, като моли за по-нататъшно разследване с високоскоростна фотография, плувен басейн и желаещ тестов обект.
„Това би било забавно нещо“, казва той.
