Se un bambino salta in un piscina e non c'è nessuno in giro per vederlo, fa un tuffo? Certo che lo fa. Lo splash è la ricompensa del salto. I bambini non correrebbero intorno alla piscina, facendo un passo indietro sempre di più per farlo e praticarlo Perfetto saltare se ogni ingresso fosse incontrato con un flaccido sorso. I saltatori in piscina vivono ovunque per l'eruzione dell'acqua. questo è il brivido, uomo. E la palla di cannone è re per evocare il miglior splash a bordo piscina.
Ti sei mai chiesto perché? Beh, a volte ci vuole un professore del MIT per spiegare cose che tutti impariamo all'età di cinque anni, quindi John Bush, un professore di matematica applicata al MIT e un autodefinito fluidodinamico, si prese del tempo per fare quelli che probabilmente erano alcuni importanti e cose intellettualmente produttive per spiegare perché le palle di cannone sono - e questo sembra un termine tecnico - così vistose e come ottenere il meglio uno.
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Innanzitutto, una lezione. Ci sono quattro concetti meccanici primari che interagiscono tra loro ogni volta che guardi qualcuno saltare in piscina: gravità, resistenza di forma, inerzia fluida e, per quanto riguarda le palle di cannone, il Worthington Jet.
Trascinamento modulo: "Quando un oggetto di grandi dimensioni si muove attraverso un fluido, si ottiene una resistenza, chiamata resistenza di forma", afferma Bush. Anche in questo caso il cambiamento di densità attraverso cui passa un oggetto è molto rilevante, poiché il cambiamento del passaggio dall'aria all'acqua crea impatto.
Inerzia del fluido: Il corpo che colpisce l'acqua sta combattendo la resistenza dell'acqua, o la sua inerzia fluida pressione che resiste al tuo movimento, che è proporzionale alla tua velocità, al quadrato, e alla densità dell'acqua", Bush dice. Questo concetto ha anche un ruolo nel saltare le pietre e nella capacità di alcune lucertole di correre sull'acqua.
Worthington Jet: Quando cadi una sfera in un liquido crea un buco nell'acqua e l'acqua che è stata spinta da parte si precipita indietro per riempire quel buco. "Fondamentalmente, colpendo la superficie, stai spostando l'acqua", dice Bush. "Lasci dietro una cavità, ed è il crollo della cavità che provoca lo spruzzo", dice Bush.
Pensa ai tuffatori olimpici alti il cui obiettivo è creare il più piccolo splash possibile. Il motivo, nella terminologia della meccanica dei fluidi, per cui cercano così infamemente di entrare nell'acqua il più in alto e in basso possibile è quello di spostare meno acqua possibile.
"Che è davvero un indicatore di quanta forza stai sostenendo durante l'impatto", dice Bush.
Gravità: Più cadi lontano, più velocemente viaggi quando colpisci l'acqua (ignora qui il concetto di velocità terminale, che idealmente non giocherà nella tua piscina locale).
"Man mano che vai più in alto, stai andando più veloce, quindi l'impatto è maggiore", afferma Bush.
Quindi, in sintesi: un saltatore a palla di cannone accelera nell'aria mentre scendono fino a quando non colpiscono l'acqua placida. Quindi perdono forza mentre precipitano sotto la superficie; per frazioni di secondo esiste uno spazio vuoto sopra di loro nell'acqua, che l'acqua si precipita naturalmente dentro per riempire, portando a uno spruzzo verticale - e per questi scopi, idealmente grande.
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Allora, perché palle di cannone?
Salto dopo salto, dice Bush, la soluzione migliore per spostare costantemente la maggior parte dell'acqua è la palla di cannone. Come mai? Fisica, ovviamente. Il saltatore in genere presenterà la superficie dell'area più esposta all'acqua massimizzando contemporaneamente la profondità di discesa nell'acqua.
Ovviamente non tutte le palle di cannone sono uguali. I bambini piccoli lo sanno già: più grande è il maglione, più grande è lo splash. Come mai? "Il volume spostato sarà proporzionale alla tua dimensione", afferma Bush. Questo è il motivo per cui una palla di cannone eseguita da un magro bambino di 8 anni impallidisce in confronto a un tuffo tecnicamente impeccabile di, diciamo, un lottatore di sumo - o solo un husky di 8 anni.
Che ne dici di un flop o di un coltello a serramanico?
Difensori del pancia in giù senza dubbio gridare fallo a tutto quanto sopra. Le loro pance torturate protestano umilmente che un impatto piatto è la più vistosa di tutte le opzioni. Potrebbero avere parzialmente ragione, dice Bush, perché le infradito creeranno uno spruzzo orizzontale più grande della palla di cannone. "Semplicemente perché in questo modo massimizzi l'area [superficie] esposta", afferma Bush. Ma la traiettoria verticale dello splash del flop sarà molto più bassa della palla di cannone, dice Bush, rendendolo non ideale per vincere le competizioni splash. "E, naturalmente, farà un male da morire."
Mentre sostiene che la palla di cannone è il salto più coerente per creare il maggior numero di schizzi, Bush consente che il coltello a serramanico offre un'intrigante combinazione di profondità e spostamento dell'acqua che combina le parti migliori della palla di cannone e del flop, portando a schizzi sia verticali che orizzontali se eseguiti correttamente.
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"Lì ottieni una specie di splash traballante, è asimmetrico", dice Bush. L'unica gamba estesa potrebbe creare una cavità più profonda di una palla di cannone. Aggiungete a ciò l'angolo spesso fuori luogo del subacqueo in un coltello a serramanico (che porta a una sequenza di impatto con i talloni), e avete alcune altre equazioni in gioco. "Naturalmente, se entri di lato, c'è una sorta di splash laterale solo da... la tua inerzia orizzontale che devia il fluido in una forma orizzontale."
Un coltello a serramanico eseguito correttamente potrebbe creare uno splash più grande di una palla di cannone? È una domanda scientificamente interessante, dice Bush, implorando ulteriori indagini con la fotografia ad alta velocità, una piscina e un soggetto di prova disponibile.
"Sarebbe una cosa divertente da fare", dice.
