Jak pokazują nowe badania, najlepszym sposobem na trzymanie palców przez rywali za pływanie jest rozłożenie ich na części, aby zgrabili wodę.
Podczas poszukiwania techniki, która mogłaby przynieść najszybsze pływanie w stylu dowolnym, wcześniejsze badania wskazywały, że pływacy mogą poprawić swoją wydajność, rozkładając palce, ale wiele pozostało niepewnych, jak to może działać i ile pływaków potrzebowało rozłożyć palce, aby skorzystać.
Aby rozwiązać tę zagadkę, płynni dynamicyści zbadali zarówno wirtualne modele ludzkiej broni w symulacjach komputerowych, jak i wydrukowane w 3D modele ludzkiej broni w eksperymentach w tunelu aerodynamicznym. Przeanalizowali siły, których te modele doświadczyły na pięciu różnych poziomach rozkładania palców: przy zerowym stopniu rozproszenia, gdzie wszystkie palce były dociśnięte do siebie jak łopatka, poprzez stopniowo coraz szersze odstępy 5-stopniowe aż do 20 stopni.
Naukowcy twierdzą, że najlepsze wyniki uzyskano przy 10-stopniowym rozkładaniu palca zarówno w symulacjach komputerowych, jak i eksperymentach w tunelu aerodynamicznym.
Naukowcy wyjaśnili, że gdy palce się rozsuwają, przez nie ślizgają się niektóre wody. Powstałe turbulencje mogą jednak ograniczyć przepływ wody między palcami. W związku z tym lekkie rozłożenie palców może skutecznie zwiększyć powierzchnię dłoni. Do pewnego momentu korzyści płynące z tego skutecznego zwiększenia powierzchni przewyższają efekt utraty wody między palcami, powiedział współautor badania Josje van Houwelingen, dynamik płynów do pływania na Politechnice Eindhoven w Holandii.
W badaniu nawet rozłożenie palców o 5 stopni zmniejszyło opór, którego doświadczają ramiona, o 2 procent w symulacjach komputerowych i 5 procent w eksperymentach w tunelu aerodynamicznym.
„Korzystanie z optymalnego rozrzucania palców może zapewnić przewagę konkurencyjną”, powiedział van Houwelingen dla Live Science.
Mimo że te efekty są subtelne, mogą mieć duży wpływ na rasy między elitarnymi pływakami. „Kiedy jesteś pływakiem, ten bardzo niewielki efekt, zaledwie kilka procent, może zrobić różnicę między złotym medalem a brakiem medalu w ogóle”, powiedział w oświadczeniu van Houwelingen.
„Dokonaliśmy przybliżonego i nieco przesadzonego oszacowania możliwej poprawy w 50-metrowym stylu dowolnym”, powiedział van Houwelingen. „Spowodowało to poprawę o 0,6 sekundy”. Zauważyła natomiast, że różnica czasu między pierwszym a szóstym miejscem na 50-metrowym finale freestyle kobiety podczas Letnich Igrzysk Olimpijskich 2016 w Rio de Janeiro wyniosła zaledwie 0,12 sekundy.
Van Houwelingen zauważyła, że sama jest pływakką i wypróbowała technikę grabienia podczas pływania. Trudno jej było trzymać palce w stałej odległości od siebie, „ale ponieważ elitarni pływacy mogą również zoptymalizować swoją pozycję początkową do 1 stopnia, najprawdopodobniej mogą również zastosować coś z tej wiedzy do swojej techniki”.
Naukowcy zauważyli, że ich badania obejmowały ruchy broni nieco nierealistycznie ze stałą prędkością przez płyny. Planują teraz umieścić ramiona z nadrukiem 3D w dużym zbiorniku na wodę i zobaczyć, jakie siły odczuwają, gdy wykonują bardziej realistyczne ruchy pływackie za pomocą robota.
Naukowcy szczegółowo opisali swoje odkrycia w poniedziałek (21 listopada) na dorocznym spotkaniu Wydziału Dynamiki Płynów Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego w Portland w stanie Oregon.
