跳水怎么做動(dòng)作的（跳水時(shí)最安全的姿勢(shì)，你猜對(duì)了嗎？）

原標(biāo)題：跳水怎么做動(dòng)作的（跳水時(shí)最安全的姿勢(shì)，你猜對(duì)了嗎？）

　　

　　

　　跳水是一件刺激又好玩兒的事情。我們可以在體育競(jìng)技場(chǎng)上欣賞專業(yè)的運(yùn)動(dòng)員高水平的比拼，也能在海邊看到許多人興奮地從高聳的巖石上一頭扎進(jìn)水里。

　　但很多人忽略了，對(duì)未經(jīng)訓(xùn)練的普通人而言，跳水同樣是一件帶有危險(xiǎn)的事情。水的密度差不多是空氣的1000倍。如果你從一種非常稀薄的介質(zhì)，進(jìn)入另一種非常密集的介質(zhì)中時(shí)，勢(shì)必會(huì)經(jīng)歷巨大的沖擊。

　　在人類生物力學(xué)的研究中，有大量關(guān)于下落傷害的文獻(xiàn)，特別是針對(duì)老年人的研究，還有許多關(guān)于運(yùn)動(dòng)傷害的探索，比如腦震蕩。但關(guān)于跳水傷害的研究卻少之又少。

　　近日，一組研究團(tuán)隊(duì)對(duì)跳水過程的生物力學(xué)進(jìn)行了詳細(xì)探索。他們測(cè)量了頭、手和腳首先入水的跳水姿勢(shì)帶來的沖擊，以及在不同跳水高度下受傷的可能性，為安全跳水提供了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的建議，并提供了測(cè)量不同形狀的生物落入水中時(shí)影響的模型。論文已發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上。

　　3D模型實(shí)驗(yàn)

　　在生活中，人們會(huì)以各種不同姿勢(shì)跳入水中，團(tuán)隊(duì)因此希望研究入水部位的影響。此外，他們還想就物體或不同形狀的前端如何進(jìn)入水中，提出一種更普遍或一般的理論。因此，他們研究了不同姿勢(shì)的人類和動(dòng)物的入水前端，并測(cè)量了不同形狀的沖擊力。

　　研究人員使用3D打印模型，模擬了接近真實(shí)大小的人類頭部和軀干、伸出手臂的軀干和頭部，以及腳，還有不同動(dòng)物的模型，包括港灣鼠海豚的頭部、北方塘鵝的喙，以及蛇怪蜥蜴腳的模型，分別研究了彎曲、尖的和平的形狀對(duì)水面的沖擊。

　　

　　各種動(dòng)物和人類入水的沖擊動(dòng)力學(xué)。（圖?Pandey, A. et al., 2022）

　　他們?cè)谀Ｐ蜕习惭b傳感器，投入水中，并測(cè)量作用在它們身上的力，以及這些力是如何隨時(shí)間分布的，從而建立起了一套理論模型，描述各種形狀的力的增加，以及這些力如何隨著跳水高度而增加。

　　然后，他們將高度和沖擊力，與人類肌肉、韌帶和骨骼所能承受的力繪制在一起，并發(fā)現(xiàn)在不同的高度和不同的潛水姿勢(shì)下出現(xiàn)不同傷害的概率，比如鎖骨、脊柱和膝蓋受傷。

　　對(duì)于未經(jīng)訓(xùn)練的跳水人員來說，研究人員發(fā)現(xiàn)，在頭先入水的情況下，8米以上的高度會(huì)帶來脊髓和頸部受傷的可能；在手先入水的情況下，12米以上則會(huì)帶來鎖骨受傷的可能性；而在腳先入水的情況下，15米以上則可能膝蓋受傷。

　　安全的跳水指導(dǎo)

　　團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)成果可以幫助指導(dǎo)人們做出更安全的跳水選擇，例如，如果想要從比較高的地方跳下，腳先入水應(yīng)該是一種相對(duì)更安全的選擇。

　　目前，人們創(chuàng)造的紀(jì)錄可能超過研究發(fā)現(xiàn)的這些數(shù)字。比如，極限運(yùn)動(dòng)員拉索·沙勒（Laso Schaller）曾從58.8米的高度，以腳先入水的姿勢(shì)跳入水中。研究人員表示，想要在這種極端的高度跳水而不受傷，就必須調(diào)動(dòng)適當(dāng)?shù)募∪猓沟蒙眢w變得更硬、更緊。

　　研究還強(qiáng)調(diào)了，俯沖式入水的動(dòng)物在減輕跳水沖擊方面的適應(yīng)性有多強(qiáng)。例如，北方塘鵝的喙有著較小的角度，讓它們能夠以每秒24米的速度進(jìn)入水中。海豚長(zhǎng)著較短的融合的頸椎，在它們游動(dòng)時(shí)能夠支撐頭部。這些都是它們適應(yīng)沖擊的有效特征。

　　事實(shí)上，這些研究的背后還有一個(gè)更廣泛的研究計(jì)劃，希望了解動(dòng)物或物體如何穿越界面。除了動(dòng)物的跳入水中以及跳出水面的研究，目前還有一個(gè)項(xiàng)目正側(cè)重于研究狐貍是如何一頭扎進(jìn)雪地里的。

　　研究通訊作者、康奈爾大學(xué)生物與環(huán)境教授鄭成萬（Sunghwan Jung，音）表示，“我們非常擅長(zhǎng)讓飛機(jī)在空中飛行，使?jié)撏г谒幸苿?dòng)，但是穿越界面，就像你在動(dòng)物世界中看到的那樣，對(duì)我們來說卻并不是一件容易事，而且這也是工程師和科學(xué)家非常感興趣的事情。”

　　也許這項(xiàng)研究可以幫助闡明未來新的工程設(shè)計(jì)，讓系統(tǒng)能夠勝任這一任務(wù)。

　　參考來源：

　　https://news.cornell.edu/stories/2022/07/look-you-leap-study-provides-safety-guidelines-diving

　　https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo5888

　　https://www.newscientist.com/article/2330947-physicists-calculate-highest-dives-most-humans-can-safely-withstand

　　封面圖/首圖來源：Cornell University

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