ถ้าเด็กกระโดดเข้า สระน้ำ และไม่มีใครเห็นมันทำน้ำกระเซ็นหรือเปล่า? แน่นอนมันไม่ สาดเป็นรางวัลของการกระโดด เด็กๆ จะไม่วิ่งรอบสระ ถอยไปไกลๆ เพื่อฝึกฝนสิ่งนั้น สมบูรณ์แบบ กระโดดถ้าทุกทางเข้าพบกับความอ่อนแอ อึก. นักกระโดดน้ำทุกที่มีชีวิตอยู่เพื่อการระเบิดของน้ำ นั่นคือความตื่นเต้น ชาย. และลูกกระสุนปืนใหญ่เป็นราชาแห่งการเสกน้ำที่ริมสระน้ำได้ดีที่สุด
เคยสงสัยไหมว่าทำไม? อืม บางครั้งศาสตราจารย์ MIT ก็ต้องอธิบายสิ่งที่เราเรียนรู้เมื่ออายุ 5 ขวบ ดังนั้น จอห์น บุช, ศาสตราจารย์วิชาคณิตศาสตร์ประยุกต์ที่ MIT และนักพลศาสตร์ของไหลที่อธิบายตนเอง ได้ใช้เวลาว่างจากการทำสิ่งที่สำคัญและ สิ่งที่มีประสิทธิผลทางปัญญาเพื่ออธิบายว่าทำไมลูกกระสุนปืนใหญ่ถึงเป็น — และนี่ให้ความรู้สึกเหมือนเป็นศัพท์เทคนิค — ฉูดฉาดและทำอย่างไรจึงจะดีที่สุด หนึ่ง.
flickr / Jlhopgood
อย่างแรกเป็นบทเรียน มีสี่แนวคิดหลักเกี่ยวกับกลไกโต้ตอบกันเมื่อคุณดูใครบางคนกระโดด ในสระ: แรงโน้มถ่วง แรงลาก แรงเฉื่อยของไหล และลูกกระสุนปืนใหญ่ ที่วอร์ทิงตัน เจ็ท
ลากแบบฟอร์ม: “เมื่อวัตถุขนาดใหญ่เคลื่อนที่ผ่านของเหลว คุณจะได้รับการต้านทาน ซึ่งเรียกว่าการลากรูปแบบ” บุชกล่าว ในกรณีนี้การเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นที่วัตถุเคลื่อนผ่านนั้นมีความเกี่ยวข้องสูงเช่นกัน เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของการผ่านอากาศสู่น้ำทำให้เกิดผลกระทบ
ความเฉื่อยของของไหล: ร่างกายที่กระทบน้ำกำลังต่อสู้กับความต้านทานของน้ำหรือความเฉื่อยของของเหลว "โดยทั่วไปคุณจะได้รับ แรงกดที่ต้านการเคลื่อนที่ของคุณ ซึ่งเป็นสัดส่วนกับความเร็ว กำลังสอง และความหนาแน่นของน้ำ” บุช กล่าว แนวคิดนี้ยังมีส่วนร่วมในการกระโดดหินและความสามารถของกิ้งก่าบางชนิดถึง วิ่งข้ามน้ำ.
เวิร์ธทิงตันเจ็ท: เมื่อคุณล้ม ทรงกลมเป็นของเหลว มันสร้างรูในน้ำ และน้ำที่ถูกผลักออกไปแล้วรีบกลับมาเติมลงในรูนั้น “โดยพื้นฐานแล้ว ในการกระแทกพื้นผิว คุณกำลังแทนที่น้ำ” บุชกล่าว “คุณทิ้งโพรงไว้ข้างหลัง และเป็นการล่มสลายของโพรงที่ทำให้เกิดน้ำกระเซ็น” บุชกล่าว
ลองนึกถึงนักดำน้ำระดับสูงโอลิมปิกที่มีเป้าหมายเพื่อสร้างน้ำกระเซ็นที่เล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้ เหตุผลในศัพท์เฉพาะของกลศาสตร์ของไหล ที่พวกเขาพยายามลงไปในน้ำอย่างน่าอับอายอย่างที่สุดเท่าที่จะทำได้คือการแทนที่น้ำให้น้อยที่สุด
“นี่เป็นเครื่องบ่งชี้ว่าคุณมีกำลังมากน้อยเพียงใดในระหว่างการกระแทก” บุชกล่าว
แรงโน้มถ่วง: ยิ่งตกน้ำ ยิ่งวิ่งเร็ว (ไม่ต้องสนใจ ความเร็วปลายทางซึ่งไม่ควรเล่นในสระว่ายน้ำในพื้นที่ของคุณ)
“เมื่อคุณสูงขึ้น คุณก็จะเร็วขึ้น ดังนั้นผลกระทบก็จะสูงขึ้น” บุชกล่าว
โดยสรุป: จัมเปอร์ลูกกระสุนปืนใหญ่เร่งความเร็วขึ้นไปในอากาศขณะที่พวกมันลงมาจนกระทั่งชนกับน้ำนิ่ง จากนั้นพวกมันจะสูญเสียกำลังในขณะที่ตกลงไปใต้พื้นผิว ในเสี้ยววินาทีจะมีพื้นที่กลวงอยู่เหนือพวกมันในน้ำ ซึ่งน้ำจะไหลเข้ามาโดยธรรมชาติ นำไปสู่การกระเซ็นในแนวดิ่ง และสำหรับจุดประสงค์เหล่านี้ น่าจะเป็นพื้นที่ขนาดใหญ่
Flickr / Loren Kerns
ทำไมลูกกระสุนปืนใหญ่?
กระโดดแล้วกระโดด พุ่มไม้พูดว่า ทางออกที่ดีที่สุดของคุณในการกำจัดน้ำให้ได้มากที่สุดคือลูกกระสุนปืนใหญ่ ทำไม? ฟิสิกส์ แน่นอน โดยทั่วไปแล้วจัมเปอร์จะแสดงพื้นผิวที่สัมผัสกับน้ำมากที่สุดในขณะเดียวกันก็เพิ่มความลึกของการลงไปในน้ำให้สูงสุด
แน่นอนว่าลูกกระสุนปืนใหญ่ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นมาเท่ากันทั้งหมด เด็กน้อยรู้เรื่องนี้แล้ว ยิ่งจัมเปอร์ยิ่งใหญ่เท่าไหร่ ก็ยิ่งกระเซ็นมากขึ้นเท่านั้น ทำไม? “ปริมาณการแทนที่จะเป็นสัดส่วนกับขนาดของคุณ” บุชกล่าว นี่คือเหตุผลที่ลูกกระสุนปืนใหญ่ที่ฆ่าโดยเด็กอายุ 8 ขวบที่ผอมแห้งจะซีดเมื่อเปรียบเทียบกับการดำน้ำที่ไร้ที่ติในทางเทคนิคโดยนักมวยปล้ำซูโม่หรือเพียงแค่เด็กอายุ 8 ขวบที่ฮัสกี้
สิ่งที่เกี่ยวกับ Belly Flop หรือ Jackknife?
ทนายของ พุงป่อง ไม่ต้องสงสัยเลยร้องไห้เหม็นที่ทั้งหมดข้างต้น ท้องที่ทรมานของพวกเขาประท้วงอย่างนอบน้อมว่าการกระแทกแบบแบนเป็นตัวเลือกที่กระฉับกระเฉงที่สุด พวกเขาอาจจะถูกต้องบางส่วน บุชกล่าว เพราะรองเท้าแตะจะสร้างสเปรย์ในแนวนอนที่ใหญ่กว่าลูกกระสุนปืนใหญ่ "เพียงเพราะคุณเพิ่มพื้นที่ [พื้นผิว] ให้มากที่สุด" บุชกล่าว แต่วิถีการกระเซ็นในแนวตั้งของความล้มเหลวของหน้าท้องจะต่ำกว่าลูกกระสุนปืนใหญ่มาก บุชกล่าว ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการชนะการแข่งขันสาดน้ำ “และแน่นอน มันจะเจ็บอย่างนรก”
ในขณะที่เขารักษาลูกกระสุนปืนใหญ่นั้นเป็นการกระโดดที่สม่ำเสมอที่สุดเพื่อสร้างน้ำกระเซ็นให้มากที่สุด แต่บุชก็ยอมให้ มีดพก นำเสนอการผสมผสานที่น่าสนใจของความลึกและการเคลื่อนตัวของน้ำที่รวมส่วนที่ดีที่สุดของลูกกระสุนปืนใหญ่และความล้มเหลวของท้อง นำไปสู่การสาดทั้งในแนวตั้งและแนวนอนเมื่อทำอย่างถูกต้อง
flickr / ทิมเพียร์ซ
"ที่นั่นคุณมีน้ำกระเซ็นที่ว่องไวและไม่สมมาตร" บุชกล่าว ขาที่ยื่นออกไปข้างหนึ่งสามารถสร้างโพรงที่ลึกกว่าลูกกระสุนปืนใหญ่ เพิ่มไปยังมุมที่มักจะไม่ปกติของนักประดาน้ำในแจ็คไนฟ์ (นำไปสู่ลำดับการกระแทกที่ส้นเท้า) และคุณมีสมการอื่นๆ ในการเล่น “แน่นอน ถ้าคุณไปด้านข้าง มีน้ำกระเซ็นด้านข้างจาก… ของเหลวความเฉื่อยในแนวนอนของคุณในแนวนอนในรูปแบบแนวนอน”
มีดแม่แรงที่ใช้อย่างถูกต้องสามารถสร้างน้ำกระเซ็นที่ใหญ่กว่าลูกกระสุนปืนใหญ่ได้หรือไม่? Bush กล่าวเป็นคำถามที่น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์ โดยขอให้มีการตรวจสอบเพิ่มเติมด้วยการถ่ายภาพความเร็วสูง สระว่ายน้ำ และตัวแบบทดสอบที่เต็มใจ
“นั่นจะเป็นสิ่งที่สนุกที่จะทำ” เขากล่าว
