Американские ученые определили безопасную высоту для неподготовленных ныряльщиков

2

В экспериментах использовались модели людей и животных, напечатанные на 3D-принтере и оснащенные датчиками нагрузки. Подопытных швыряли в воду с разных высот и в разных позах, чтобы определить максимальную высоту, в пределах которой даже неопытные любители побултыхаться не свернут шею и не получат сотрясение мозга. Спойлер: восемь метров.

Американские ученые определили безопасную высоту для неподготовленных ныряльщиков

Шутки шутками, а неудачные прыжки в воду с большой высоты действительно могут привести к серьезным травмам, а то и преждевременной кончине. Профессиональные спортсмены умеют кувыркаться в воздухе и входить в воду аккуратно, с минимумом сопротивления и брызг, но это результат упорных тренировок. Как быть всем остальным? Остальным лучше не рисковать и выбирать трамплины пониже и программу попроще.

Американские ученые определили безопасную высоту для неподготовленных ныряльщиков

Как указывают авторы исследования, научный интерес к этой теме возник еще во время Второй мировой войны, только тогда ученых интересовали не столько спортивные соревнования, сколько оптимальный дизайн поплавков гидросамолетов, а также форма боеприпасов. В общем, военная гидродинамика. Бывают и менее серьезные, но не менее интересные примеры: как, например, василискам удается бегать по воде, не становясь при этом персонажами религиозных книг? Иди отсюда, мальчик, не мешай, скажете вы?

Американские ученые определили безопасную высоту для неподготовленных ныряльщиков

Дратути. Извините, очень спешу

На самом деле все намного сложнее: способность ящериц удерживаться на поверхности объясняется кавитацией, плотностью воды, поверхностным натяжением и другими факторами. Если очень упрощенно, на стенки образующихся под ударами лапок полостей действует давление окружающей воды — достаточное, чтобы компенсировать давление отталкивающегося василиска. Главное — выдернуть лапку из ямки до того, как она схлопнется и затормозит ящерицу. Замешкаешься — утонешь.

Американские ученые определили безопасную высоту для неподготовленных ныряльщиков

Из этого следует, что от воды можно не только оттолкнуться. О воду можно удариться, и чем выше кинетическая энергия тела и сопротивление, тем сильнее будет удар. Профессиональные ныряльщики, не связанные со спортом, обычно ныряют ногами вперед, потому что ноги — это крепкие кости и мышцы. Любители же частенько стараются имитировать спортсменов (а те в свою очередь имитируют птиц) и ныряют головой вниз, не осознавая, что вытянутые вперед руки должны рассекать воду и тем самым помогать голове принимать удар не «в лоб», а по касательной. Руки и шею тоже нужно уметь держать правильно. Если чуть отклониться от позы, можно получить сотрясение, а заодно травмы шеи, локтей, запястий, и так далее по списку. Птичкам проще: болезненных ощущений помогают избегать острый клюв, оперение, длинная шея и почти полное отсутствие мозгов.

Американские ученые определили безопасную высоту для неподготовленных ныряльщиков

В общем, тема очень сложная, но к счастью, всю работу за нас уже проделала научная команда из Корнелльского университета. Ребята напечатали фигурки людей в разных позах на 3D-принтере Ultimaker 5, использовав полилактид (ПЛА). Первоначальную анатомическую модель отредактировали в Blender, получив разные позы, а во Fusion 360 добавили соединение с тензорезистором через полуметровый стержень. Мини-манекены бросали в емкость размером 85х85х100 см с высоты от двадцати сантиметров до одного метра. Весь процесс засняли камерой с частотой четыре тысячи кадров в секунду, затем данные пересчитали в реальный масштаб.

Американские ученые определили безопасную высоту для неподготовленных ныряльщиков

Результаты показали, что максимальная безопасная высота при вхождении в воду головой вперед — восемь метров, дальше уже возникает серьезная опасность повреждения позвоночника. При прыжках с высот более двенадцати метров с вытянутыми вперед руками возникает опасность повреждения ключицы. Если же плюхаться в воду ногами вперед, не стоит превышать высоту в пятнадцать метров, иначе можно получить травмы коленных суставов. В конечном счете все зависит от индивидуальной анатомии и техники прыжка, так что эти цифры должны служить лишь общим ориентиром для неопытных любителей. Хорошо подготовленные ныряльщики вполне могут безопасно сигать с 18-26 метров.

С докладом научной команды можно ознакомиться по этой ссылке.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.

Ссылка на источник
Читайте также

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here

Solve : *
10 × 28 =