科学者によると、プールで最高のスプラッシュを作る方法

子供が飛び込んだ場合 プール 周りにそれを見る人は誰もいません、それはスプラッシュになりますか？ もちろんそうです。 スプラッシュはジャンプの報酬です。 子供たちはプールの周りを走り回ったり、それを取得して練習するためにさらに一歩下がったりすることはありませんでした 完全 すべての入り口がたるんだものに遭遇した場合はジャンプします gulp. どこでもプールジャンパーは水の噴火のために住んでいます。 それがスリルです、 男. そして、砲弾は最高のプールサイドスプラッシュを想起させるための王様です。

なぜだろうと思ったことはありませんか？ ええと、MITの教授が5歳までに私たち全員が学んだことを説明するのに時間がかかることがあります。 ジョン・ブッシュ、 マサチューセッツ工科大学の応用数学の教授であり、自己記述的な流体力学者は、おそらくいくつかの重要なことをするのに時間をかけました。 砲弾がなぜそうなのかを説明するための知的生産的なもの—そしてこれは専門用語のように感じます—とても派手で、最高のものを作る方法 一。

まず、レッスン。 誰かがジャンプするのを見るたびに相互作用する4つの主要な機械的概念があります プール内：重力、形状抗力、流体慣性、および砲弾に関する限り、ワージントン ジェット。

フォームドラッグ： 「大きな物体が流体の中を移動すると、フォームドラッグと呼ばれる抵抗が発生します」とブッシュ氏は言います。 この場合も、物体が通過する密度の変化は、空気を通過して水に変化することで影響が生じるため、非常に重要です。

流体慣性： 水にぶつかる体は、水の抵抗、またはその流体の慣性と戦っています。 あなたの動きに抵抗する圧力、それはあなたの速度、二乗、そして水の密度に比例します」とブッシュ 言う。 この概念は、石を飛ばしたり、特定のトカゲが 水を横切って走る.

ワージントンジェット： あなたが落とすとき 球を液体に それは水に穴を作り、押しのけられた水は急いで戻ってその穴を埋めます。 「基本的に、水面にぶつかると、水が移動します」とブッシュは言います。 「あなたは虫歯を残します、そしてそれはスプラッシュを引き起こす虫歯の崩壊です」とブッシュは言います。

可能な限り最小のスプラッシュを作成することを目標とするオリンピックのハイダイバーについて考えてみてください。 流体力学の用語で、彼らができるだけ真っ直ぐ上下に水に入ろうとする理由は、できるだけ少ない水を押しのけるためです。

「これは、衝撃時にどれだけの力を維持しているかを示す指標です」とブッシュ氏は言います。

重力： あなたが遠くに落ちるほど、あなたが水にぶつかったときにあなたはより速く移動します（ここではの概念を無視してください 終端速度、理想的には地元のスイミングプールでプレーすることはありません）。

「高くなるほど速くなるので、影響は大きくなります」とブッシュは言います。

つまり、要約すると、砲弾のジャンパーは、穏やかな水に当たるまで降下するときに空中を加速します。 その後、水面下で急降下している間、力を失います。 ほんの一瞬の間、水の中のそれらの上に中空のスペースが存在し、それは水が自然に満たされ、垂直方向のスプラッシュにつながります-そしてこれらの目的のために、理想的には大きなものです。

それで、なぜ砲弾？

ジャンプの後にジャンプする、とブッシュは言います、最も多くの水を一貫して移動させるためのあなたの最善の策は砲弾です。 どうして？ もちろん、物理学。 ジャンパーは通常、最も露出した領域の表面を水に提示すると同時に、水中への降下の深さを最大化します。

もちろん、すべての砲弾が同じように作られているわけではありません。 小さな子供たちはすでにこれを知っています—ジャンパーが大きければ大きいほど、スプラッシュも大きくなります。 どうして？ 「押しのけられたボリュームはあなたのサイズに比例するでしょう」とブッシュは言います。 そのため、たとえば相撲取り、またはハスキーな8歳の人による技術的に完璧なダイビングと比較して、痩せた8歳の人が実行した砲弾は青ざめます。

ベリーフロップやジャックナイフはどうですか？

の支持者 ベリーフロップ 間違いなく、上記のすべてでファウルを叫びます。 彼らの拷問された腹は、平らな衝撃がすべての選択肢の中で最も派手であると謙虚に抗議します。 ベリーフロップは砲弾よりも大きな水平方向のスプレーを生成するため、それらは部分的に正しい可能性があるとブッシュ氏は言います。 「そのように露出した[表面]領域を最大化するという理由だけで」とブッシュは言います。 しかし、ベリーフロップのスプラッシュの垂直軌道は砲弾よりもはるかに低くなるため、スプラッシュ競技に勝つには理想的ではないとブッシュ氏は言います。 「そしてもちろん、それは地獄のように傷つくでしょう。」

彼は砲弾が最もスプラッシュを作成するための最も一貫したジャンプであると主張している間、ブッシュはそれを可能にします ジャックナイフ キャノンボールとベリーフロップの最良の部分を組み合わせた深さと水の変位の興味深い組み合わせを提供し、正しく行われると垂直方向と水平方向の両方のスプラッシュにつながります。

「そこには、ちょっと変わったスプラッシュがあります。非対称です」とブッシュは言います。 片方の延長された脚は、砲弾よりも深い空洞を作る可能性があります。 それに加えて、ジャックナイフのダイバーのしばしばオフキルターの角度（かかととお尻の一連の衝撃につながる）、そしてあなたは他のいくつかの方程式を演じています。 「もちろん、横向きに入ると、水平方向の慣性偏向流体から水平方向のスプラッシュが発生します。」

適切に実行されたジャックナイフは、砲弾よりも大きなスプラッシュを作成できますか？ これは科学的に興味深い質問だとブッシュ氏は言い、高速度写真、プール、そして喜んで被験者を使ってさらなる調査を求めています。

「それは楽しいことです」と彼は言います。