搞边科丨1.428、6243D……这些数字都看不懂,还怎么淡定看全妹跳水?

起跳——咚——哇,水花好靓!

截至今天,备受关注的十五运会跳水比赛已过去2/5赛程,决出男/女子团体、男/女子个人全能、男/女子1米跳板共6枚金牌。

而明天(6日),继伤愈首秀夺得女子团体金牌后,全红婵将代表广东队出战女子双人10米跳台

过去几天的赛场上,“水花消失术”时不时上演,让观众大饱眼福。看似轻松自如的“压水花”高难度动作,背后其实藏着一系列科学原理。此外,观赛时常听到解说员提及的一串奇怪数字,也个个有特殊含义。 

图片

图源:新华社

水花消失术的关键不是“插水”

图片

根据十五运会赛程,全红婵将于6日上午参加女子双人10米跳台预赛,决赛定于当日傍晚。此前,广东队已勇夺女子团体赛、男子团体赛和女子个人全能赛共3枚金牌。

据介绍,2日的女子团体比赛是全红婵的伤愈首秀。在远离赛场的5个月里,全经历了艰难的过程——克服伤痛、控制体重、备战比赛。所幸,全妹的努力没有白费,930,她在社媒晒出自己跳水训练的视频,再现水花消失术

图片

图源:全红婵微博

要上演“水花消失术”,硬件上要求运动员的身体细长、肌肉线条匀称,体型不能太大(这也是全妹努力控制体重的原因);技术上要保证入水时尽可能保持好身体的形态,减小与水面的接触面积

什么是好的入水身体形态?综合央视新闻、人民日报等媒体的分析,跳水运动员的身体与水面成90度,手臂贴紧双耳,头、肩膀到脚尖成一条直线,胸腹部收紧、腿部夹紧,双脚绷直,以降低入水时的阻力。

图片

如何减小与水面的接触面积?关键在于入水手势,而这也涉及流体力学的内容。

跳水运动员入水的过程,是固体和流体碰撞的过程。有趣的是,相信很多观众也注意到,跳水运动员并不是以接触面积更少的两手合并指尖向下“插入水”,而是以抓手平掌的方式“压入水”

图片

抓手平掌。图源:人民网

这是因为水是一种压缩性小、粘滞性低的液体。根据力学原理,当运动员“插入水”时,水会向压强最小的斜上方流动,形成水花;当运动员改为“压入水”,且将身体收紧,让身体对水面的冲击力集中在一小块面积上,这样被挤压向上的水会被高速落下的人体压回水中,也就是所谓的“压水花”。

图片

左图:尖锐物入水,右图:方形体入水。图源:科普中国

而呈现“水花消失术”前,跳水运动员需要在极短暂的时间内完成一系列高难度动作。

时间能短到什么程度?据测算,若从1米处跳下,落水时长为0.4516秒;从4米处跳下,时长为0.9032秒;而10米跳台跳下,时长也仅为1.428

在短短的1.428秒里,10米跳台目前最高的纪录,是完成4周半的翻腾动作。

图片

以小汽车速度“撞”入水中 

图片

时间极短、技术要求高是跳水比赛的魅力所在,与此同时,跳水运动的潜在危险也不容小觑。

继续以10米跳台为例,运动员到达水面的速度是14.005/秒,约为50.42千米/小时,相当于一辆小型载客汽车的行驶速度。据科普中国,在这样的速度下,运动员在入水时承受的最大力为体重的16-25

在平日频繁的训练中,巨大的冲击力会持续损伤颈椎和整个脊椎。若遇上失误,跳水运动员的身体会遭受更严重的伤害。

图片

据科普中国,国家体育总局曾经对1982年到2006年的312名跳水运动员进行病历分析,发现近1/3的运动员有颈部受伤的经历。

另一个对跳水运动员身体状况的研究也发现,除了脊椎和腰部病变以外,眼底损伤也是排名靠前的伤病之一。