天津跳水大爷没空跳水，忙着救人，为何姿态不对水面能拍晕人？水至柔乃克刚

admin

1、引言

这几天除了高科技的华为，另一个比较热门的就是天津大爷了。早在上周（8月末）的时候，就已有媒体报道，天津大爷的跳水运动，文旅宣传部门也在考虑如何引导。几天后，跳水成为网红打卡地，各地的人都来尝试跳水，甚至为了博眼球，自带了一些道具（比如“降落伞”）。


原本自娱自乐的较为安静的跳水运动，变成了网红运动。一些不熟练的人，也来凑热闹。已经有媒体报道，有人跳水后直接被水面拍晕过去。原本锻炼身体的天津大爷，也没空跳水了，反而在忙着救人。当一件事变成网红之后，蜂拥而至的流量，让原本的有序变得无序。


回到力学问题，跳水的安全隐患在哪里？水无形，随容器和力而流动变化，为何跳水的时候，冲击力能够拍晕跳水者？
2、水的作用力

跳水的安全隐患来自入水瞬间，水面与人体的相互作用力，也就是水面的拍打力。这个力的大小，与入水瞬间的速度有关，直观来说就是跟起跳的高度有关。起跳高度越高，入水时的速度越快，水面的拍打力也就越大。


当起跳高度较高的时候，跳水者就具有了较大的势能，起跳后的势能转化为人体的动能（这里面空气阻力可以忽略掉），理想状态下其实是可以根据能量守恒直接求出入水速度的。有了这个较大的入水速度后，一个比较容易理解的公式Ft=mv（动量定理），显然速度越大，时间t会越快，从而导致作用力F变的更大。


在这个案例里，是人体冲向水面，在某些条件下，水体可以冲向物体。两者的相对速度是一样的，只不过体积对比完全相反。当水冲向物体的时候，一般是射流，或者水滴。自然界中，由于空气阻力的存在，水滴存在着一个终止速度。但是，如果通过人为的方式，加速水流，使其变成高速射流，那这个射流就具有很大的杀伤性，所谓水刀就是如此。由此可见，当速度提升到一定状态之后，任何事物都会变得非常可怕。


3、水至柔乃可刚

前面说速度的提升，会让水的作用力变得非常可怕，简单来说是动量定理的作用。但其实，仅仅用动量定理还不能完整地解释作用力为何这么大。人体接触水面的瞬间，水面的拍打力从零迅速增至最大，然后水面破裂，人体入水。由此，可以看到，人体承受的力，来自一开始水面未破裂的那个阶段。一旦入水后，水流四散扩散出去，就好像跳入“海绵”一般，缓冲时间的增加，大大降低了内部水体的作用力。


水至柔，其实也会“至刚”。从跳水的过程就知道，当冲击速度更大的时候，至柔的水面会变成“至刚”的水面。我们拍水的时候，如果轻轻的拍，手接触水几乎是没有感觉到受力。但是，如果快速地拍打水面，手掌能够明显感觉到火辣辣的疼。这就是载荷的速度效应。


在人体接触水的那个瞬间，水体并没有流动，简单起见，可以假设这时候的水是“固体”。这块“水固体”受力之后，要发生相应的变形。如果力加载的比较慢，变形的时候也相应的比较慢，“水固体”内部通过水分子的传递，将变形扩散出去。而如果力加载的很快，变形也会加快。但是“水固体”内部的水分子的传递是由效率的，它没办法跟上外载的速度。趁人不注意的时候，最容易吓人。物体也是类似，突然变化的力，让水猝不及防，直接被吓呆在当场，一动不动，就像一块固体一样。如果是固体，这种效应称为应变率效应。流体里面各种效应特别多，不知道具体有没有一个指定的名称，有同学知道的话，欢迎在评论区交流。
4、跳水的正确姿势

水的特性没法改变，最求刺激跳水高度也没法改变。这种情况下，人体入水时的水的作用力几乎是没有办法减小的。人体能够做的，就是控制好自身的姿态。为了避免撞击力更大，尽量缩小受力的面积。所以，不可用背部和腹部去直接撞击水面，否则的话大概率如图新闻报道的那样，会被人救起。


正确的入水姿势，其实专业的跳水运动员早就演示过了。手过顶，手掌破水，进而如鱼儿一般丝滑地入水，掌握了这个技巧，说不定就能够比肩全红婵，登上国际的比赛跳台。然而，实际上大部分人都是新手，跳起来后控制身体载入水中的难度很大。大部分人直接是直挺挺地脚尖破水，这也是一个办法，但是需要控制好起跳的力度和角度，千万不要到了空中后，位置歪了，而此时新手的你很难调整过来。
5、总结

跳水运动是个好运动，但是要注意安全。跳水时水面的拍打力因为入水速度的提升而增大，主要原因有两方面：一是动量定理，一是水体的响应速度慢。要是是在想跳，就在岸边感受一下得了，不要以身犯险，既扰了跳水大爷的雅兴，又增加了自身的安全隐患。

来源：https://view.inews.qq.com/k/20230904A06RPX00
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！