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3D打印模型模擬了人們跳水入水后所承受的力量。圖片來源:康奈爾大學(xué)
你敢從多高的地方跳下去?一項(xiàng)使用3D打印模型的實(shí)驗(yàn)研究了人們可以從多高的地方跳入水中,而不會(huì)有嚴(yán)重的受傷風(fēng)險(xiǎn)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于7月27日《科學(xué)進(jìn)展》。
美國康奈爾大學(xué)Sunghwan Jung團(tuán)隊(duì)將代表不同人類姿勢(shì)的3D打印模型扔進(jìn)水箱,研究了人們跳入水中時(shí)所感受到的力量。一種姿勢(shì)是頭朝下,雙手放在身體兩側(cè);另一種姿勢(shì)是把手舉過頭頂,手掌相碰;還有一種姿勢(shì)是一條腿和一只腳先觸碰水面,代表腳先跳。每個(gè)模型都配備了力傳感器,并用高速相機(jī)拍攝掉落時(shí)畫面。
為了確定跳水的不安全高度,研究人員將他們記錄的力與已知會(huì)對(duì)人體造成物理傷害的力進(jìn)行了比較。他們發(fā)現(xiàn),8米高頭部優(yōu)先觸水、12米高手優(yōu)先觸水和15米高腳優(yōu)先觸水時(shí)的受力都能達(dá)到使人體受傷害的水平。
Jung說,跳水時(shí)影響身體的大部分力量是由水的位移造成的。這就像把你的手指快速塞進(jìn)一罐蜂蜜中一樣,液體會(huì)強(qiáng)力抵抗。
然而,人們已經(jīng)成功地從比研究中發(fā)現(xiàn)的極限還高的高度跳下。例如,2015年,Laso Schaller從58.8米的高度跳下,打破了最高的腳部觸水跳水紀(jì)錄。Jung表示,要在不受傷的情況下完成這樣的極限跳躍,跳水者必須彎曲正確的肌肉,使他們的身體變得更硬更緊。
芝加哥洛約拉大學(xué)Nathaniel Jones說,當(dāng)跳水者出錯(cuò)時(shí),頭部和頸部經(jīng)常會(huì)受傷,而肩部和下背部受傷更是常見。“跳板跳水運(yùn)動(dòng)員平均每天跳水100至150次,跳臺(tái)跳水運(yùn)動(dòng)員平均每天跳50至100次。如此頻繁的跳水會(huì)讓他們面臨多次受傷的風(fēng)險(xiǎn)。”他說。
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https://doi.org/10.1126/sciadv.abo5888
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