跳水怎么做動作的（跳水時最安全的姿勢，你猜對了嗎？）

原標題：跳水怎么做動作的（跳水時最安全的姿勢，你猜對了嗎？）

　　

　　

　　跳水是一件刺激又好玩兒的事情。我們可以在體育競技場上欣賞專業的運動員高水平的比拼，也能在海邊看到許多人興奮地從高聳的巖石上一頭扎進水里。

　　但很多人忽略了，對未經訓練的普通人而言，跳水同樣是一件帶有危險的事情。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，進入另一種非常密集的介質中時，勢必會經歷巨大的沖擊。

　　在人類生物力學的研究中，有大量關于下落傷害的文獻，特別是針對老年人的研究，還有許多關于運動傷害的探索，比如腦震蕩。但關于跳水傷害的研究卻少之又少。

　　近日，一組研究團隊對跳水過程的生物力學進行了詳細探索。他們測量了頭、手和腳首先入水的跳水姿勢帶來的沖擊，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據驅動的建議，并提供了測量不同形狀的生物落入水中時影響的模型。論文已發表在《科學進展》上。

　　3D模型實驗

　　在生活中，人們會以各種不同姿勢跳入水中，團隊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的人類和動物的入水前端，并測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、尖的和平的形狀對水面的沖擊。

　　

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

　　他們在模型上安裝傳感器，投入水中，并測量作用在它們身上的力，以及這些力是如何隨時間分布的，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，并發現在不同的高度和不同的潛水姿勢下出現不同傷害的概率，比如鎖骨、脊柱和膝蓋受傷。

　　對于未經訓練的跳水人員來說，研究人員發現，在頭先入水的情況下，8米以上的高度會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

　　團隊表示，這項成果可以幫助指導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，腳先入水應該是一種相對更安全的選擇。

　　目前，人們創造的紀錄可能超過研究發現的這些數字。比如，極限運動員拉索·沙勒（Laso Schaller）曾從58.8米的高度，以腳先入水的姿勢跳入水中。研究人員表示，想要在這種極端的高度跳水而不受傷，就必須調動適當的肌肉，使得身體變得更硬、更緊。

　　研究還強調了，俯沖式入水的動物在減輕跳水沖擊方面的適應性有多強。例如，北方塘鵝的喙有著較小的角度，讓它們能夠以每秒24米的速度進入水中。海豚長著較短的融合的頸椎，在它們游動時能夠支撐頭部。這些都是它們適應沖擊的有效特征。

　　事實上，這些研究的背后還有一個更廣泛的研究計劃，希望了解動物或物體如何穿越界面。除了動物的跳入水中以及跳出水面的研究，目前還有一個項目正側重于研究狐貍是如何一頭扎進雪地里的。

　　研究通訊作者、康奈爾大學生物與環境教授鄭成萬（Sunghwan Jung，音）表示，“我們非常擅長讓飛機在空中飛行，使潛艇在水中移動，但是穿越界面，就像你在動物世界中看到的那樣，對我們來說卻并不是一件容易事，而且這也是工程師和科學家非常感興趣的事情?！?/p>

　　也許這項研究可以幫助闡明未來新的工程設計，讓系統能夠勝任這一任務。

　　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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