Cómo hacer el mejor chapoteo en la piscina, según un científico

Si un niño salta a una piscina y no hay nadie alrededor para verlo, ¿hace un chapoteo? Claro que lo hace. El chapoteo es la recompensa del salto. Los niños no estarían corriendo alrededor de la piscina, retrocediendo cada vez más para obtener y practicar eso. Perfecto saltar si cada entrada se encontrara con un flácido trago. Saltadores de piscina en todas partes viven para la erupción del agua. Esa es la emoción, hombre. Y la bala de cañón es la reina para conjurar el mejor chapoteo junto a la piscina.

¿Alguna vez te preguntaste por qué? Bueno, a veces es necesario que un profesor del MIT explique cosas que todos aprendemos a la edad de cinco años, por lo que John Bush, profesor de matemáticas aplicadas en el MIT y quien se describe a sí mismo como dinámico de fluidos, se tomó un tiempo para hacer lo que probablemente eran algunas cosas importantes. y cosas intelectualmente productivas para explicar por qué las balas de cañón son, y esto se siente como un término técnico, tan ostentosas, así como también cómo hacer la mejor.

bala de cañón en la piscina

flickr / Jlhopgood

Primero, una lección. Hay cuatro conceptos mecánicos principales que interactúan entre sí cada vez que observas a alguien saltar a la piscina: la gravedad, el arrastre de la forma, la inercia de los fluidos y, en lo que respecta a las balas de cañón, el chorro de Worthington.

Arrastre de formulario: “Cuando un objeto grande se mueve a través de un fluido, obtienes una resistencia, que se llama arrastre de forma”, dice Bush. El cambio en las densidades a través de las cuales pasa un objeto también es muy relevante en este caso, ya que el cambio de pasar del aire al agua crea un impacto.

Inercia de fluidos: El cuerpo que golpea el agua está combatiendo la resistencia del agua, o su inercia fluida. “Básicamente obtienes una presión que resiste tu movimiento, que es proporcional a tu velocidad, al cuadrado y a la densidad del agua”, dice Bush. Este concepto también influye en el salto de piedras y en la capacidad de ciertas lagartijas para correr sobre el agua.

Avión de Worthington: Cuando dejas caer una esfera en un líquido, crea un agujero en el agua, y el agua que fue empujada a un lado vuelve rápidamente para llenar ese agujero. “Básicamente, al tocar la superficie, estás desplazando agua”, dice Bush. “Dejas una cavidad atrás, y es el colapso de la cavidad lo que causa la salpicadura”, dice Bush.

Piense en los clavadistas olímpicos cuyo objetivo es crear el chapoteo más pequeño posible. La razón, en la terminología de la mecánica de fluidos, por la que intentan tan infamemente entrar en el agua lo más recto posible es para desplazar la menor cantidad de agua posible.

“Lo cual es realmente un indicador de cuánta fuerza estás soportando durante el impacto”, dice Bush.

Gravedad: Cuanto más caes, más rápido viajas cuando golpeas el agua (ignora aquí el concepto de velocidad terminal, que idealmente no va a estar en juego en tu piscina local).

“A medida que subes más, vas más rápido, por lo que el impacto es mayor”, dice Bush.

Entonces, en resumen: un saltador de balas de cañón acelera por el aire a medida que desciende hasta llegar al agua plácida. Luego pierden fuerza mientras caen en picado debajo de la superficie; por fracciones de segundo, existe un espacio hueco sobre ellos en el agua, que el agua se precipita naturalmente para llenar, lo que lleva a una salpicadura vertical, y para estos propósitos, idealmente una grande.

niña saltando en la piscina

Flickr / Loren Kerns

Entonces, ¿por qué balas de cañón?

Salto tras salto, dice Bush, la mejor opción para desplazar constantemente la mayor cantidad de agua es la bala de cañón. ¿Por qué? La física, por supuesto. El saltador generalmente presentará la superficie del área más expuesta al agua y, al mismo tiempo, maximizará la profundidad de descenso al agua.

Por supuesto, no todas las balas de cañón son iguales. Los niños pequeños ya lo saben: cuanto más grande es el saltador, más grande es la salpicadura. ¿Por qué? “El volumen desplazado será proporcional a su tamaño”, dice Bush. Es por eso que una bala de cañón ejecutada por un niño escuálido de 8 años palidecerá en comparación con una zambullida técnicamente perfecta de, digamos, un luchador de sumo, o simplemente un niño fornido de 8 años.

¿Qué pasa con un Belly Flop o Jackknife?

Los defensores de la caída del vientre sin duda se quejan de todo lo anterior. Sus vientres torturados protestan humildemente que un impacto plano es la opción más llamativa de todas. Es posible que tengan razón en parte, dice Bush, porque los panzazos crearán un rocío horizontal más grande que la bala de cañón. “Simplemente porque maximizas lo expuesto [surface] área de esa manera”, dice Bush. Pero la trayectoria vertical del chapoteo del vientre flop será mucho más baja que la de la bala de cañón, dice Bush, por lo que no es ideal para ganar competencias de chapoteo. “Y, por supuesto, va a doler como el infierno”.

Mientras que él sostiene que la bala de cañón es el salto más consistente para crear la mayor salpicadura, Bush admite que la navaja ofrece una combinación intrigante de profundidad y desplazamiento del agua que combina las mejores partes de la bala de cañón y la caída de vientre, lo que lleva a la salpicadura tanto vertical como horizontal. cuando se hace correctamente.

Flickr / Tim Pierce

“Ahí tienes una especie de salpicadura torcida, es asimétrica”, dice Bush. La pierna extendida podría crear una cavidad más profunda que una bala de cañón. Agregue a eso el ángulo, a menudo fuera de lugar, del buzo en una navaja (lo que lleva a una secuencia de impacto de talones a tope), y tiene algunas otras ecuaciones en juego. «Por supuesto, si entra de lado, hay una especie de salpicadura lateral solo de… su inercia horizontal que desvía el fluido en una forma horizontal».

¿Podría una navaja correctamente ejecutada crear una salpicadura más grande que una bala de cañón? Es una pregunta científicamente interesante, dice Bush, que exige una mayor investigación con fotografías de alta velocidad, una piscina y un sujeto de prueba dispuesto.

«Eso sería algo divertido de hacer», dice.

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