Прыгунам необходимо соблюдать особенный угол входа в воду и точное время раскрытия тела под водой для создания максимальных и высоких всплесков. Такие маневры способствуют наилучшему формированию и «схлопыванию» воздушной полости, которая выталкивает воду вверх.
Прыжки в воду — любимое развлечение и вид спорта. ману-джампингСтремится к максимальному взрыву. Происходит из Новой Зеландии, народа маориМану-джампинг — не просто игра, а культурное явление и спортивное состязание, в котором побеждает участник с самым высоким и широким всплеском. Текущий рекорд — всплеск высотой более 10 метров.
Создать идеальное «ману» — нелегкая задача, несмотря на видимую простоту. всплеском УортингтонаВозникновение эффекта связано с прорывом тела прыгуна сквозь поверхность воды и образованием воздушной каверны. Сжатие этой каверны создает сильную струю воды, направленную вверх. Искусство акробата заключается в усилении этого явления.
Знание физики погружения тел в воду важно не только для спорта, но и для морской инженерии, биомеханики и робототехники. Это помогает создавать более эффективные корабли или подводных аппаратов. Большинство исследований до сих пор направлено на уменьшение брызг, а не на их увеличение.
Группа специалистов по гидродинамике изучила физику ману-джампинга. опубликованы в журнале Interface Focus.
Ученые проанализировали 75 видеороликов с прыжками ману на YouTube для изучения техники спортсменов. В ходе анализа было замечено, что прыгуны погружались в воду ягодицами вперед, приняв V-образную позу.
Сразу после погружения резко разгибали тело, как бы откатываясь назад и отталкиваясь ногами. Это движение расширяло воздушную полость под водой. Затем полость «схлопывалась» — отсоединялась от тела и коллапсировала, выталкивая струю воды вверх. Все происходило за доли секунды.
Угол входа прыгунов в воду обычно равен примерно 46 градусам. Чтобы это подтвердить, в лаборатории создали напечатанные на 3D-принтере снаряды с различными углами и сбрасывали их в аквариум. Оказалось, что угол 45 градусов обеспечивает самые быстрые и высокие всплески. Углы больше 45 градусов увеличивали риск травмы при ударе спиной о воду. Интересно, что прыгуны благодаря пробным прыжкам приблизились к оптимальному углу.
Ученые создали робота «Манубот», имитирующего прыжок ману, включая переход из V-образной формы в прямую под водой. Благодаря этому удалось определить оптимальное время разгибания тела. Например, для человека ростом около 170 сантиметров, прыгающего с высоты одного метра, раскрытие тела в промежутке от 0,26 до 0,3 секунды после касания воды давало наибольший эффект брызг.
Раскрытие слишком рано или поздно снижало силу взрыва. Оптимальное раскрытие обеспечивало согласованную передачу энергии робота для создания полости, порождая самые мощные и прямые всплески Уортингтона.
Анализ показал, что угол в 45 градусов при погружении в воду уравновешивал большой размер образуемой полости и достаточную глубину её отрыва от тела. Раскрытие тела в определённый временной интервал (от 1,1 до 1,5 безразмерного времени раскрытия) синхронизировало потенциальную энергию робота так, что она максимально эффективно передавалась на формирование полости, создавая идеальный вертикальный всплеск.
Человеческое тело превосходит по сложности любую модель. Распределение веса, гибкость и анатомические особенности создают нюансы, недоступные для 3D-снарядов и «Манубота». Исследование доказало: идеальный всплеск ману — результат точных расчётов движений в воздухе и воде, сочетающих интуицию и физику.