Kui laps hüppab a bassein ja läheduses pole kedagi, kes seda näeks, kas see paneb silma? Muidugi teeb. Prits on hüppe tasu. Lapsed ei jookseks ümber basseini, astuks aina kaugemale, et seda saada ja seda harjutada täiuslik hüpata, kui igale sissepääsule vastaks lõtv ahmima. Basseinihüppajad elavad kõikjal veepurske nimel. See on põnevus, mees. Ja kahurikuul on kuningas parima basseiniäärse pritsme võlumiseks.
Kas olete kunagi mõelnud, miks? Noh, mõnikord on vaja MIT-i professorit, et selgitada asju, mida me kõik viieaastaseks saades õpime John Bush, MIT-i rakendusmatemaatika professor ja ennast kirjeldav vedelike dünaamika, võttis aega ilmselt mõne olulise ja intellektuaalselt produktiivsed asjad selgitamaks, miks kahurikuulid on – ja see tundub tehniline termin – nii pritsmed ja kuidas teha parimat üks.
flickr / Jlhopgood
Esiteks õppetund. Kui vaatate, kuidas keegi hüppab, on neli peamist mehaanilist kontseptsiooni üksteisega suhtlemas basseinis: gravitatsioon, vormitakistus, vedeliku inerts ja, mis puudutab kahurikuuli, siis Worthington jet.
Vormi lohistamine: "Kui suur objekt liigub läbi vedeliku, tekib takistus, mida nimetatakse vormitakistuseks, " ütleb Bush. Objekti läbimise tiheduse muutumine on ka sel juhul väga oluline, kuna õhu veeks liikumise muutumine tekitab mõju.
Vedeliku inerts: Vett tabav keha võitleb vee takistuse või selle vedeliku inertsiga. „Põhimõtteliselt saate rõhk, mis takistab teie liikumist, mis on võrdeline teie kiiruse, ruudu ja vee tihedusega," Bush ütleb. See kontseptsioon mängib rolli ka kivide vahelejätmises ja teatud sisalike võimes seda teha jookse üle vee.
Worthington Jet: Kui sa kukud kera vedelikuks see tekitab vette augu ja kõrvale lükatud vesi tormab tagasi seda auku täitma. "Põhimõtteliselt tõrjute pinnale jõudes vett välja, " ütleb Bush. "Jätate õõnsuse maha ja pritsme põhjustab õõnsuse kokkuvarisemine," ütleb Bush.
Mõelge olümpiahüppajatele, kelle eesmärk on tekitada võimalikult väike pritsme. Põhjus vedelikumehaanika terminoloogias, miks nad nii kurikuulsalt üritavad vette võimalikult otse üles-alla siseneda, on võimalikult vähe vett välja tõrjuda.
"See näitab tõesti, kui palju jõudu te löögi ajal säilitate, " ütleb Bush.
Gravitatsioon: Mida kaugemale kukute, seda kiiremini te vette põrutades liigute (jätke siinkohal tähelepanuta mõiste lõppkiirus, mis ideaaljuhul teie kohalikus basseinis ei mängiks).
"Kõrgemale tõustes lähete kiiremini, nii et mõju on suurem," ütleb Bush.
Kokkuvõttes: kahurikuuli hüppaja kiirendab laskumisel läbi õhu, kuni tabab vaikset vett. Seejärel kaotavad nad pinna alla vajudes jõu; sekundi murdosadeks on nende kohal vees õõnsus, mida vesi loomulikult tormab täitma, mis toob kaasa vertikaalse pritsme – ja selleks ideaaljuhul suure.
flickr / Loren Kerns
Niisiis, miks Cannonballs?
Hüpe hüppe järel, ütleb Bush, et teie parim valik järjekindlalt suurima vee väljatõrjumiseks on kahurikuul. Miks? Füüsika muidugi. Tüüpiliselt näitab hüppaja veele kõige rohkem avatud ala, maksimeerides samal ajal vette laskumise sügavust.
Muidugi ei ole kõik kahurikuulid võrdsed. Väikesed lapsed teavad seda juba – mida suurem hüppaja, seda suurem pritsmed. Miks? "Niirutatud helitugevus on võrdeline teie suurusega," ütleb Bush. Sellepärast kahvatub kahurikuul, mille sooritas räige 8-aastane laps, võrreldes tehniliselt veatu sukeldumisega näiteks sumomaadleja või lihtsalt 8-aastase huskyga.
Aga Belly Flop või Jackknife?
pooldajad kõhu flopp kahtlemata nuta kurja kõike ülaltoodut. Nende piinatud kõhud protesteerivad alandlikult, et lame löök on kõige pritsivaim. Bush ütleb, et neil võib olla osaliselt õigus, sest kõhukinnitused tekitavad suurema horisontaalse pihustuse kui kahurikuul. "Lihtsalt sellepärast, et maksimeerite sel viisil avatud [pinna] ala, " ütleb Bush. Bushi sõnul on kõhulille vertikaalne pritsmete trajektoor aga palju madalam kui kahurikuulil, mistõttu pole see pritsmevõistluste võitmiseks ideaalne. "Ja loomulikult teeb see pagana haiget."
Kuigi ta väidab, et kahurikuul on kõige järjekindlam hüpe kõige suurema pritsme tekitamiseks, lubab Bush seda nuga pakub intrigeerivat sügavuse ja veeväljasurve kombinatsiooni, mis ühendab endas kahurikuuli ja kõhulanguse parimad osad, mis viib õigesti tehes nii vertikaalse kui ka horisontaalse pritsmeni.
flickr / Tim Pierce
"Seal tekib mingi veider prits, see on asümmeetriline," ütleb Bush. Üks sirutatud jalg võib luua sügavama õõnsuse kui kahurikuul. Kui lisate sellele tihtipeale nihkes nurga all oleva sukelduja noas (mis viib kannade ja tagumiku kokkupõrke jadani), siis on mängus veel mõned võrrandid. "Muidugi, kui lähete külgsuunas sisse, tekib mingi külgmine pritsme just teie horisontaalsest inertsist, mis suunab vedelikku horisontaalselt kõrvale."
Kas korralikult teostatud tungraua võib tekitada suurema pritsme kui kahurikuul? See on teaduslikult huvitav küsimus, ütleb Bush, paludes kiiret fotograafiat, ujumisbasseini ja katsealuseid täiendavalt uurida.
"See oleks lõbus asi," ütleb ta.
