科寶復(fù)盤中國(guó)隊(duì)奪金瞬間（二）——全紅嬋的“水花消失術(shù)”

在巴黎奧運(yùn)會(huì)賽場(chǎng)上，中國(guó)跳水運(yùn)動(dòng)員全紅嬋、陳芋汐金牌得主紛紛表演起了“水花消失術(shù)”?？茖毐硎荆拔蚁嘛溩拥乃ǘ急人齻兇蟆?，她們究竟是如何讓水花“消失”的呢？

（圖源：新華社）

首先，水花是怎么形成的？

水花形成的基本原理是動(dòng)量定理，現(xiàn)象上是水錘效應(yīng)的一種表現(xiàn)。把“水花”的問(wèn)題抽象化到物理本質(zhì)上，就變成了固體入水問(wèn)題。

當(dāng)一個(gè)固體落入水中，會(huì)帶進(jìn)去一部分空氣，水面被物體擠開后，上方就會(huì)形成一個(gè)空腔區(qū)域，這時(shí)候待物體下沉，這個(gè)空腔就會(huì)極速反彈，然后在剛剛落水的位置，被帶下水的空氣沖破水面從而再生成一個(gè)“噴泉”，這就是水花。這個(gè)現(xiàn)象最早被科學(xué)家沃辛頓在1900年的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，并被命名為“沃辛頓射流”。

圖：“沃辛頓射流”效應(yīng)

水花產(chǎn)生了，那如何“壓水花”呢？

跳水運(yùn)動(dòng)員如何減少水花涉及到流體力學(xué)的知識(shí)，要實(shí)現(xiàn)“水花消失術(shù)”，在入水動(dòng)作上就十分有講究。我們都知道，跳水入水時(shí)，最先接觸水面的部位是手，那入水前雙手的形態(tài)對(duì)產(chǎn)生水花的大小起著至關(guān)重要的作用。

圖：不同的入水手型對(duì)比

有不少人認(rèn)為，是不是雙手合十，筆直入水接觸面積更小，水花就越小？事實(shí)并不是這樣，請(qǐng)看下圖：

圖：楔形剛體入水時(shí)的受力分析

科研人員通過(guò)有限元分析方法對(duì)物體入水的形狀進(jìn)行了模擬計(jì)算。結(jié)果表明：楔形剛體的尖角越尖銳，激起的水花越高。楔形剛體的質(zhì)量越大、速度越大，激起的水花越高。

因此平掌入水濺起的水花要遠(yuǎn)小于“雙手合十”垂直入水濺起的水花，也就是最下面這個(gè)手勢(shì)發(fā)展至今，成為使用得最普遍的入水姿勢(shì)。

除了手型正確，能很好地壓住水花，同時(shí)將后續(xù)入水的身體部位收緊，集中力量而不產(chǎn)生額外的水花也很重要。

在實(shí)際跳水的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員需要進(jìn)行翻騰或轉(zhuǎn)體的動(dòng)作，在入水之前無(wú)法做到讓身體呈現(xiàn)一個(gè)完全豎直的狀態(tài)。所以運(yùn)動(dòng)員除了要掌握好入水時(shí)壓水花的動(dòng)作要領(lǐng)，還要精準(zhǔn)把握起跳、空中動(dòng)作、打開時(shí)機(jī)以及入水后如何控制其余身體部位垂直入水等等。

在奧運(yùn)會(huì)的賽場(chǎng)上，我們看到的是中國(guó)運(yùn)動(dòng)健兒的精彩表現(xiàn)，但我們看不到在這背后他們的數(shù)以萬(wàn)計(jì)的艱苦訓(xùn)練。

科寶表示，眾創(chuàng)科普窺探每一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)隱藏的科學(xué)原理，科學(xué)訓(xùn)練加努力拼搏，才是取得優(yōu)異成績(jī)的重要保障。

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