Wanneer professionele duikers van een springplank springen, hun handen staan ​​loodrecht op het water, met de polsen naar boven gericht, terwijl ze doorgaan naar hun duik met 30 mph.

Terwijl ze een zogenaamde ripdive voltooien, hun handen verwijderen water voor het lichaam, het creëren van een holte die de initiële impactkracht vermindert. De rest van het lichaam, van kop tot teen, is uitgelijnd om door dezelfde holte te schieten die door de handen is gemaakt.

Het gebruik van de handen om holtes in het wateroppervlak te creëren is vergelijkbaar met het concept achter de vloeistofstructuurstudies die onderzoekers van de Utah State University uitvoeren met bollen.

Onderzoeker Rafsan Rabbi uit de staat Utah zal het onderzoek van zijn team presenteren op de 71e jaarlijkse bijeenkomst van de American Physical Society's Division of Fluid Dynamics, die zal plaatsvinden van 18-20 november in het Georgia World Congress Center in Atlanta, Georgië.

In een studie, twee opeenvolgende bollen die in een watertank vielen, werden getest. De eerste bol die in het water viel om de holte te creëren, was gemaakt van staal. Er werden vijf verschillende maten gebruikt. De diameters varieerden van 10 millimeter tot 38 millimeter, maar ze waren altijd kleiner dan de tweede sfeer.

De tweede sfeer, die door de holte ging, is gemaakt van 3D-geprint Vero-plastic. Deze bollen hadden een vaste diameter van 50 mm (of ongeveer 2 inch). Aan elk van deze plastic voorwerpen was een versnellingsmeter bevestigd.

De onderzoekers onderzochten hoeveel versnelling de plastic bolletjes ervoeren toen ze door de holte van de eerste stalen bolletjes gingen en berekenden daaruit de krachtvermindering. Ze ontdekten dat de slagkracht van de plastic bollen door de stalen met 40-60 procent werd verminderd.

"We hebben ontdekt dat dit fenomeen 'vrije oppervlaktevoorbereiding' een enorme impact kan hebben bij het verminderen van de initiële hoge impactkracht die een object ervaart terwijl het in een waterlichaam valt, ' zei rabbijn.

Het onderzoek kan praktische toepassingen hebben, zoals het verminderen van de klap van raketten die onbedoeld in de oceaan landen.

Een tweede studie gebruikte Worthington-jets in plaats van holtes om de impactkracht te verminderen. Zo'n straal ontstaat doordat een holte op zichzelf instort. De afstand tussen de twee bollen werd zo gefixeerd dat nadat de holte instort, de tweede bol valt door de jet.

"Dit verminderde ook de impactkracht drastisch met wel 60 procent, " zei Tadd Truscott, directeur van het Splash Lab in de staat Utah, die het onderzoeksteam leidt. "Onze studies tonen aan dat eerdere voorbereidingen aan het oppervlak een verstoring in het wateroppervlak veroorzaken om de impact van een vallend voorwerp te helpen opvangen."