全红婵夺冠背后：「水花」到底是怎么消失的？

什么值得买 · 发表于 2024-8-7 16:17:09

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昨晚，巴黎水上运动中心迎来了观众们期盼已久的“神仙打架”场景，在「女子跳水10米台决赛」中，中国选手全红婵、陈芋汐完美展现了什么是无可挑剔的巅峰跳水技术。

️小小“水花消失术”，一二轻松拿捏！全红婵为跳水“梦之队”夺得第五金，陈芋汐摘银。

全红婵完成了奥运女子跳水10米台个人项目两连冠，同时也在本届奥运会上成就“双冠王”。除此之外，这几天还有男女3米跳板、10米跳台的诸多比赛，大家一起为中国奥运健儿加油打call吧！

话不多说，让我们看看比小值「下饺子水花」还要小的「跳水水花」，究竟是怎么做到的？

写在前面

相信很多朋友昨天晚上都关注了奥运会「女子10米跳台决赛」，全红婵再次祭出必杀技——“水花消失术”，硬控全场，10分10分10分10分10分10分10分，全票通过！

连她老家门口的“水花消失树”也跟着一起火了，网友们纷纷到此打卡沾喜气。

看跳水，起跳姿势动作、空中翻腾转体固然都很重要，但最关键的还是最后入水那一哆嗦。前面再流畅顺滑，中间再激情翻滚，可如果最后一下没控制好，也约等于白干。

每当看到跳水运动员能将水花压得非常小时，手机前的小值都会不由自主地惊呼一声！我下饺子溅起来的水花都比这个大，这大活人下去咋就一点动静都没有呢？这……不科学吧？？这其中，到底隐藏了什么奥秘？水花消失术真的存在吗？

水花的形成

众所周知，当具有一定质量的物体以一定初速度落入粘滞系数较小的液体时，就会在液体表面溅起水花。由于物体具有质量和速度，在与液体接触时就会对液面造成冲击。

把“压水花”的问题抽象化到物理本质上，就变成了固体入水问题。

在物体高速砸入水中时，通过高速摄像机我们可以明显发现，入水后的水面先是被拍起一大层水花，然后随着物体砸到水里，会带进去一部分空气，这时候待物体下沉，这个空腔就会极速反弹，然后在刚刚落水的位置，被带下水的空气冲破水面从而再生成一个“喷泉”，这个现象最早被科学家沃辛顿在1900年的时候发现，并被命名为「沃辛顿射流」。

后来，科学家们也在此基础上，慢慢开始加大研究系统的复杂程度，开始研究下落体形状、材料的亲水性以及物体入水速度等等对水花大小的影响。

而如果液体粘稠，物体的亲水性又差（也就是粘滞系数高，比如蜂蜜和油漆），即使受到较大的冲击，液面也不易发生形变，不容易起水花。但跳水是不可能往蜂蜜或者油漆里跳的，正常泳池里的水，对于人体皮肤来说，粘滞系数都比较低。

而人体的质量以及从高处跳下，入水时的初速度都不小。这个时候，物体入水时形状，也就是运动员们的动作和姿势就起到了决定性作用。

跳水的水花

跳水是一项典型的观赏性运动，早在1900年第二届奥运会上就已作为表演项目首次出现，1904年第三届奥运会上，跳水正式设项。但早期的评判标准，完全取决于评委的喜好。

后来直到1972年，才有压水花技术的出现，也凭借这一点，跳水的观赏性大大提升，为评委打分也提供了“可视化”标准。

各国运动员陆续都开始钻研入水过程中，如何让水花保持最小。也是从那时起，中国一代代跳水运动员开始在国际舞台崭露头角。

到底如何控水花？

通过观察比赛的慢镜头回放以及跳水过程中拍摄的照片，不难发现，能将水花压得很小的运动员，入水前的动作几乎都具有如下特点：

我们知道，跳水入水时，最先接触水面的部位大概率是手，如果双手入水时能很好地压住水花，同时将后续入水的身体部位收紧，就能很好地集中力量而不产生额外的水花。

如此看来，入水前双手的形态对产生水花的大小起着至关重要的作用。

不过在手型的掌握上，前辈们一时没有达到思想的统一：

经过反反复复很多年的试验之后，最下面这个手势发展至今，成为使用得最普遍的入水姿势，其动作要领是：两手相握，其中一手五指并拢伸直，另一只手握在背部，五指紧扣，手掌上翻，腕关节背屈90°，掌心对水。

但还是有不少人认为，是不是双手合十，笔直入水接触面积更小，水花就越小？

...然而并非如此啊。

有研究员通过有限元分析方法对物体入水的形状进行了模拟计算。结果表明：

楔形刚体的尖角越尖锐，激起的水花越高。

楔形刚体的质量越大、速度越大，激起的水花越高。

当我们以楔形姿势进入水面时，水在手臂以及相邻水的挤压下，就会朝着压强最小的斜上方逃逸；而当我们垂直翻掌入水时，水受力向两侧扩散，一部分被在挤压向上的水，被高速运动的人体带着向下，因此水花就被压住了。

因此平掌入水溅起的水花要远小于“双手合十”垂直入水溅起的水花。

但说到这里咱们不能忘记之前提到的接触面积的因素，方形刚体入水时如果接触面积过大，也会激起较大的水花。

所以跳水运动员入水前要将两手叠放以减小接触面积，并且将身体收紧，让身体对水面的冲击力集中在一小块面积上。

以上我们的讨论是将人体视为了刚体，但在实际跳水的过程中，由于运动员需要进行翻腾或转体的动作，在入水之前无法做到让身体呈现一个完全竖直的状态。

所以运动员除了要掌握好入水时压水花的动作要领，还要精准把握起跳、空中动作、打开时机以及入水后如何控制其余身体部位垂直入水等等。

除了保证垂直入水之外，人体在入水的一刻，还要在一瞬间手上做两个小动作，这样对减小水花也有立竿见影的效果。

一个是翻掌推水，另一个则是拐弯揉水。

入水的一刻，水受到挤压向四周扩散，这是第一波水花，手掌要先打开并向外拨，做出一个揉水的动作。揉水，就是在运动员入水后，会做一个把水推开的动作，这个动作是成功压水花的关键。

当人体跳入水中时，高速的运动会带入一部分空气，形成水泡，由于空气密度比水低，任由其发展就会形成大的第二波水花。

另外，人体高速下落带动下坠的这部分水快速流动，根据伯努利原理，速度快的地方压强小，两边的水速度慢压强大，就会使得两边的水向内挤向中间的水，而空气的阻力小，因此再次向上形成水花，同时产生振动，发出水浪的声音。

通过拐弯揉水这个动作，降低人体向下的冲击，减缓中间水的流速，同时手掌拨水的动作把带入的大水泡切碎，也减少了两侧与中间水的压差，让能量重新分配，使得入水后只形成不高的水浪和大量的小气泡而不形成大的单个水花。

听着很难吧！这项功夫确实也是在每天跳水训练中，千锤百炼，不断摸索出来的...

写在最后

正所谓台上三分钟，台下十年功。能站在奥运赛场上已是一份荣耀，中国队的奥运健儿们，无论输赢，你们都是最棒的！

好啦，今天科普先到这里，晚上我们继续为中国跳水健儿加油去！欢迎在评论区留言分享给其他人，或者点击“阅读原文”去了解更多！

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