Fizikusok kiszámolták mekkora az a műugró magasság, ahonnan az ember biztonságosan műugrást végezhet

Három dimenziós modellek megmutatják a műugráskor tapasztalt erőket.

3 dimenziós nyomtatott modellekkel és egy tartályba dobva őket, a kutatók megtalálták azt a magasságot, ahonnan az emberek merülhetnek, mielőtt sérülést okozó erőkkel találkoznának. 

Milyen magasról merne Ön alámerülni? Egy 3D nyomtatott modellekkel való kísérlet megtalálta, milyen magasról ugorhatnak az emberek a vízbe komoly sérülés kockázata nélkül.

A kutatók megmérve az időátlagolt impulzust, ami lineárisan növekszik az becsapódás magasságával, képesek megbecsülni az változó dinamikai erőket, amiket egy átlagos emberi test lábbal előre ugorva, kézzel előre ugorva, vagy fejest ugorva megtapasztal a becsapódási fázisban.

Sunghwan Jung a new yorki Cornell Egyetem munkatársa és kollégái különböző emberi pózokat reprezentáló 3D nyomtatott modelleket egy tartályba dobva tanulmányozták a vízbe csapódáskor tapasztalt erőket. Az egyik modell egy a kezeit az oldalai mellett tartva fejest ugró személyt reprezetnált, egy másik egy olyat, aki kezeit a feje felett tartotta úgy, hogy tenyerei érintkeztek és úgy ugrott fejest és az egyik modell csak egy láb volt egy lábfejjel, ami egy lábbal előre ugró, lábbal előre vízbe érkező személyt reprezentált. Mindegyik modellt erő érzékelővel szerelték fel és nagy sebességet mérő kamerával filmre vették esésüket.

Hogy meghatározzák a merülést illető veszélyes magasságokat, a kutatók összehasonlították az általuk rögzített erőket azokkal, amikről ismert, hogy fizikai károsodást okoznak az embereknek. Azt találták, hogy azok az erők a 8 méter feletti magasságról fejest ugrók esetén, 12 méter feletti magasságról kézzel előre műugrók esetén és a 15 méter feletti magasságról lábbal előre ugrók esetén teljesültek.

Jung azt mondja, hogy merülés alatt a testre ható legtöbb erő oka a víz elmozdulása. Ez olyan, mint amikor az ember az ujjait nagyon gyorsan egy mézes korsóba nyomja – a folyadék erőteljesen ellenáll.

Az emberek sikeresen merültek sokkal magasabbról, mint amit a tanulmányban limitnek találtak.

Például Laso Schaller 2015-ben megdöntötte a legmagasabbról való lábbal előre műugrást, amikor a víz felett 58.8 méterről ugrott a vízbe.

Jung azt mondja, hogy ahhoz, hogy ilyen extrém ugrásokat hajtsanak végre sérülés nélkül, a műugróknak a megfelelő izmokat meg kell feszíteniük, hogy testüket keményebbé és feszesebbé tegyék.

Három dimenziós modellek megmutatják a műugráskor tapasztalt erőket. Forrás: https://www.newscientist.com/article/2330947-physicists-calculate-highest-dives-most-humans-can-safely-withstand/

Mivel az emberek képesek aktívan változtatni izmaik megerősödését és ínszalag feszülését, ezek a passzív test tulajdonságain alapuló kritikus magassági előrejelzések csak konzervatív becsléseket nyújtanak.

Az erősség növelésével és jó edzéssel, a versenyző sziklaugrók biztonságosan ugorhatnak 18-26 méteres magasságból.

Ideális ugrás esetén a műugró simán lép be a vízbe bármely kemény következmény nélkül, a becsapódás kinetikus energiája lassan eloszlik az áramlással.

Gyakran történnek fej és nyaksérülések, amikor a műugrások rosszul sikerülnek, és a váll- és deréksérülések gyakoriak általánosabban a műugróknál, mondja Nathaniel Jones, az Illionis állambéli a Loyola Egyetem Orvosi Központjának munkatársa.

„A trambulin műugrók merülők átlagosan 100-150 műugrást végeznek naponta és a dobogóról műugrók átlagosan 50-100 műugrást végeznek naponta. Ilyen sok műugrás sokszoros sérülés lehetőségének kockázatát jelenti számukra." – mondja.

Míg az emberek hajlamosak megsérülni a mérsékelten magas állványokról való ugráskor, a fejest ugró állatok megelőzik az ismételt toronyugrásból származó sérüléseket a morfológiai alkalmazkodás és viselkedésbéli módosítások által. Jung azt mondja, hogy csapata különböző alakú inkább hóba mintsem vízbe merülő modellekkel akar kísérletet végezni mint például amit bizonyos rókák tesznek.

(Forrás: New Scientist: https://www.newscientist.com/, American Association for the Advancement of Science: https://www.science.org/)