Pokud dítě skočí do a bazén a není tu nikdo, kdo by to viděl, dělá to šplouch? Samozřejmě, že ano. Šplouchnutí je odměnou za skok. Děti by neběhaly kolem bazénu, couvaly dál a dál, aby to získaly a nacvičovaly perfektní skok, pokud se každý vchod setkal s ochablým doušek. Pool jumpers všude žijí pro erupci vody. To je to vzrušení, muž. A dělová koule je král pro vykouzlení toho nejlepšího šplouchnutí u bazénu.
Přemýšleli jste někdy proč? Někdy je potřeba, aby profesor MIT vysvětlil věci, které se všichni učíme do pěti let, takže John Bush, profesor aplikované matematiky na MIT a dynamika tekutin, která se sama označuje, si vzala čas na to, co bylo pravděpodobně důležité a intelektuálně produktivní věci, které vysvětlují, proč jsou dělové koule – a to mi připadá jako technický termín – tak křiklavé, a také jak je vyrobit co nejlépe jeden.
flickr / Jlhopgood
Nejprve lekce. Existují čtyři základní mechanické koncepty, které se vzájemně ovlivňují, kdykoli se díváte, jak někdo skáče v bazénu: gravitace, tvarový odpor, setrvačnost tekutiny a pokud jde o dělové koule, Worthington proud.
Přetažení formuláře: "Když se velký objekt pohybuje tekutinou, dostanete odpor, který se nazývá tažení tvaru," říká Bush. Změna hustoty, kterou objekt prochází, je velmi relevantní i v tomto případě, protože změna průchodu vzduchem do vody vytváří náraz.
Setrvačnost kapaliny: Tělo narážející do vody bojuje s odporem vody nebo její setrvačností tekutiny tlak, který brání vašemu pohybu, který je úměrný vaší rychlosti, druhé mocnině a hustotě vody,“ Bush říká. Tento koncept také hraje roli při přeskakování kamenů a schopnosti některých ještěrek běžet přes vodu.
Worthington Jet: Když spadneš koule do kapaliny vytvoří díru ve vodě a voda, která byla odtlačena, se pak vrhne zpět, aby tuto díru zaplnila. "V podstatě tím, že narazíte na povrch, vytlačíte vodu," říká Bush. "Necháte za sebou dutinu a je to zhroucení dutiny, která způsobí rozstřik," říká Bush.
Vzpomeňte si na olympijské skokany, jejichž cílem je vytvořit co nejmenší šplouchnutí. Důvod, v terminologii mechaniky tekutin, že se tak nechvalně snaží vstoupit do vody co nejpříměji nahoru a dolů, je vytěsnit co nejméně vody.
"Což je skutečně ukazatelem toho, jak velkou sílu během nárazu vytrváte," říká Bush.
Gravitace: Čím dále spadnete, tím rychleji cestujete, když narazíte na vodu (zde ignorujte koncept konečná rychlost, který v ideálním případě nebude hrát na místním koupališti).
"Jak jdete výš, jdete rychleji, takže dopad je vyšší," říká Bush.
Takže shrnuto: Skokan s dělovými koulemi zrychluje vzduchem, když klesají, dokud nenarazí na klidnou vodu. Poté ztrácejí sílu, zatímco klesají pod hladinu; na zlomky vteřiny je nad nimi ve vodě dutý prostor, do kterého se voda přirozeně řítí, aby se vyplnila, což vede k vertikálnímu rozstřiku – a pro tyto účely ideálně velkému.
flickr / Loren Kerns
Proč tedy dělové koule?
Skok za skokem, říká Bush, nejlepším řešením, jak důsledně vytlačit nejvíce vody, je dělová koule. Proč? Fyzika, samozřejmě. Propojka obvykle představuje nejvíce exponovaný povrch oblasti vůči vodě a současně maximalizuje hloubku sestupu do vody.
Samozřejmě, že ne všechny dělové koule jsou si rovny. Malé děti to už vědí – čím větší svetr, tím větší šplouchnutí. Proč? „Vytlačený objem bude úměrný vaší velikosti,“ říká Bush. To je důvod, proč dělová koule popravená vychrtlým 8letým dítětem bledne ve srovnání s technicky bezchybným ponorem, řekněme, zápasníkem sumo – nebo jen husky 8letým dítětem.
Co třeba Belly Flop nebo Jackknife?
Obhájci břišní flop nepochybně plakat odporně na všechny výše uvedené. Jejich zmučená břicha pokorně protestují, že plochý dopad je ze všech možností ta nejnádhernější. Mohou mít částečně pravdu, říká Bush, protože břišní propady vytvoří větší horizontální spršku než dělová koule. "Jednoduše proto, že tímto způsobem maximalizujete exponovanou [povrchovou] oblast," říká Bush. Ale vertikální trajektorie šplouchnutí břišního flopu bude mnohem nižší než u dělové koule, říká Bush, takže není ideální pro vyhrávání splashových soutěží. "A samozřejmě to bude pekelně bolet."
Zatímco on tvrdí, že dělová koule je nejkonzistentnější skok k vytvoření největšího rozstřiku, Bush to umožňuje kudla nabízí zajímavou kombinaci hloubky a výtlaku vody, které kombinují nejlepší části dělové koule a břišního flopu, což vede k vertikálnímu i horizontálnímu rozstřiku, když se to udělá správně.
flickr / Tim Pierce
"Tam se vám to trochu rozstříkne, je to asymetrické," říká Bush. Jedna prodloužená noha mohla vytvořit hlubší dutinu než dělová koule. Přidejte k tomu často mimo mísu, úhel potápěče v zvedacím noži (vedoucí k sekvenci dopadů paty a zadky), a máte ve hře další rovnice. "Samozřejmě, když vstoupíte bokem, dojde k jakémusi bočnímu rozstřiku právě z... vaší horizontální setrvačnosti odklánějící tekutinu v horizontální podobě."
Mohl by správně provedený jack nůž vytvořit větší šplouch než dělová koule? Je to vědecky zajímavá otázka, říká Bush a prosí o další zkoumání pomocí vysokorychlostní fotografie, bazénu a ochotného testovacího subjektu.
"Byla by to zábava," říká.
