Прыжки в воду, особенно в дисциплине ману-джампинг, популярны в Новой Зеландии и являются частью культурного наследия маори. Цель этого вида спорта — создать наибольший всплеск, и действующий рекорд сейчас составляет более 10 метров. Результаты работы были опубликованы в журнале Interface Focus.
Отметим, что всплеск, называемый Всплеском Уортингтона, появляется после проникновения тела в воду и образования воздушной полости. Коллапс этой полости и создает струю воды, устремляющуюся вверх.
Согласно исследованию, прыгуны обычно входят в воду под углом около 45 градусов, согнувшись в V-образную позу, что позволяет им более эффективно создавать воздушную полость. После этого они резко разгибают тело, увеличивая размер полости, которая затем «схлопывается», выталкивая воду вверх.
В лабораторных условиях ученые создали 3D-модели для тестирования различных углов входа, и оказалось, что угол в 45 градусов действительно оптимален для наибольших всплесков. Углы, превышающие 45 градусов, могут привести к травмам от удара о воду.
Также был создан робот «Манубот», который имитирует движения при прыжке, что позволило определить оптимальное время раскрытия тела. Для человека ростом 170 см, прыгающего с высоты 1 метр, лучше всего раскрывать тело через 0,26-0,3 секунды после касания воды.
Оптимальное сочетание угла и времени позволяет максимально эффективно использовать потенциальную энергию для формирования воздушной полости и создания вертикального всплеска.
