前幾日,一波三折”的東京奧運(yùn)會(huì)終終終終于是開幕了,說到奧運(yùn)會(huì)中各式各樣的比賽項(xiàng)目,被譽(yù)為“夢(mèng)之隊(duì)”的中國(guó)跳水隊(duì)絕對(duì)是一大看點(diǎn)!胖科只記得他們?nèi)胨緵]什么水花,而且腿伸得特別直,在空中唰唰唰地就轉(zhuǎn)了好幾圈,咻的一聲就鉆入水中了。小的時(shí)候?yàn)榭此麄兩蠘侵炀€的日子現(xiàn)在還歷歷在目!話不多說,先來一起看看他們的以往精彩瞬間吧!
對(duì)不起,請(qǐng)看下面這個(gè)↓
這鮮明的對(duì)比,怎是一個(gè)“慘”字能夠概括的,為什么有些人入水水花這么大,而有些人卻這么小呢,總不能是水花也看入水人的顏值來決定大小吧(沒有一點(diǎn)點(diǎn)夸我們自己人的意思哦)~hhhhh還是來從科學(xué)的角度解釋解釋吧!
在跳水比賽中,觀看慢動(dòng)作回放時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)采取的是手掌與水面接觸,并不是普遍認(rèn)為的指尖。
為什么會(huì)選用這種入水方式呢,俗話說,實(shí)踐出真知,“壓水花”技術(shù)的發(fā)展和成熟也是在不斷摸索中發(fā)現(xiàn)改良的。
剛開始時(shí),運(yùn)動(dòng)員的入水動(dòng)作多是采用使肢體成尖銳狀的技術(shù),如果手先入水,就要雙手合攏,手臂伸直,成前面尖、后面大的楔形體形狀;如果是腳先入水,就要腳面繃直,腳尖首先插入水中,這樣做雖然可以有效減小入水時(shí)人體所受到的沖擊力,但“壓水花”的效果卻不明顯。
后來有人偶爾腳尖繃不好,呈勾腳的入水動(dòng)作,反而水花?。ā盁o巧不成書”就是這個(gè)意思),于是大家開始嘗試勾腳成平腳板入水技術(shù),手入水時(shí)也試著用雙手握拳的技術(shù),逐步演變成今天的手先入水時(shí)也頂臂翻掌或兩手重疊形成一個(gè)面撞入水中的“壓水花”技術(shù)。你看看,果然“實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一途徑”!
雖然說這套動(dòng)作起源于一個(gè)小小的“誤會(huì)”,但它背后的科學(xué)依據(jù)可是經(jīng)過專家研究證明了的。專家在《跳水“壓水花”技術(shù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究》中用計(jì)算機(jī)模擬“壓水花”動(dòng)作并進(jìn)行了全面分析↓↓↓
首先,將水簡(jiǎn)化成理想流體,把雙手合并成尖銳狀做入水動(dòng)作的人體簡(jiǎn)化成楔形體,尖銳角度由楔形體斜升角確定(即楔形體斜邊與水平線之間的夾角),斜升角越大,撞水固體就越尖銳;當(dāng)斜升角減小為0°時(shí),楔形體就成為方形體,即目前跳水普遍采用的雙手翻掌成平面的撞水動(dòng)作。
根據(jù)有關(guān)力學(xué)原理,專家通過推導(dǎo)并建立楔形固體和理想流體碰撞過程的運(yùn)動(dòng)微分方程組,用計(jì)算機(jī)反復(fù)模擬不同角度楔形體與水碰撞過程中的液面高度情況,結(jié)果表明:碰撞過程中沖擊力大小,以及固體速度的衰減均與楔形體斜升角成反比,而液面濺起高度則與其角度成正比。
也就是說,斜升角越小,濺起水花的高度也就越小,“壓水花”就越成功,這就論證了平掌撞水技術(shù)(斜升角為0°)的優(yōu)越性。
那是不是只要頂肩翻掌平掌入水,
就一定能壓住水花呢?
專家對(duì)“水受壓時(shí)向壓強(qiáng)最小,即最容易逃逸的方向運(yùn)動(dòng)”這一特性進(jìn)行了研究分析↓↓↓
當(dāng)一楔形體以其尖銳端向下撞入水面時(shí),最靠近楔形體斜面的水受到垂直于斜面的擠壓力作用,會(huì)沿著該方向運(yùn)動(dòng),這時(shí)處于斜面和液面交界點(diǎn)的水,只有沿斜面向上這個(gè)沒有其它水的反擠壓力的方向運(yùn)動(dòng),由于上面的水已經(jīng)沿著這個(gè)方向逃逸了,對(duì)于下面的水來說,該方向又成為了最容易逃逸的方向,因而不斷沿著該方向運(yùn)動(dòng),從而形成了巨大的水花。也就是說,下落速度越快,沖擊力越大,濺起的水花也就越大。
(左:尖銳狀入水;右:方形體入水)
而當(dāng)楔形體斜升角減小為0°時(shí),即為方形體(頂肩翻掌)撞入水面時(shí),水受垂直于水平面的擠壓力作用,向下運(yùn)動(dòng),這時(shí)水沒有明顯容易逃逸的方向,而向四周擴(kuò)散,由于周邊都有其它水的反擠壓力,所以會(huì)使一部分水沿直壁向上運(yùn)動(dòng),但高速向下運(yùn)動(dòng)的方形體會(huì)把緊貼著它的水帶著向下一起運(yùn)動(dòng),當(dāng)這種運(yùn)動(dòng)速度大于水受擠壓沿壁向上運(yùn)動(dòng)速度時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)明顯的水花。
那豈不是只要保證下落時(shí)手掌與水面垂直,
就能壓制水花了?
先不要急著下結(jié)論,
首先這個(gè)“垂直入水”的前提就太過于理想了。
在實(shí)際生活中,高速翻轉(zhuǎn)的方形體撞擊水面時(shí),速度的方向并不是垂直向下的,而是下落過程中各種運(yùn)動(dòng)速度的方向合成,通常合速度的方向指向側(cè)下方。如果仍然保持以平面撞水,一旦撞入水面,方形體就會(huì)向某一棱角方向運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生楔形體效果,水會(huì)沿著側(cè)面逃逸形成水花,這時(shí)運(yùn)動(dòng)員要根據(jù)不同的翻轉(zhuǎn)方向自主轉(zhuǎn)動(dòng)手腕,保持掌心平面正對(duì)合速度的方向,以獲得最佳的方形體效果。
因此,運(yùn)動(dòng)員既要頂肩翻掌使手形呈一定撞水面,降低水花高度,又必須采用一定“揉水”技術(shù)保持掌心形成的面垂直于運(yùn)動(dòng)速度的方向,這樣雙管齊下,才能更有效地控制住水花,把水花減小到最低程度。
除了看水花,裁判打分也會(huì)根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的助跑(即行板、跑臺(tái))、起跳、空中和入水動(dòng)作來整體評(píng)定分?jǐn)?shù)。所以,看“跳水”咱們也得全面分析才行!
最后,
胖科要留一個(gè)小問題給大家,
看看大家作為“夢(mèng)之隊(duì)”的老鄉(xiāng)們,
對(duì)這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)到底了解多少呢?
看到上面這個(gè)動(dòng)圖了嗎?
它在比賽中的專業(yè)名稱是什么?
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