Quando i subacquei professionisti saltano da un trampolino, le loro mani sono perpendicolari all'acqua, con i polsi puntati verso l'alto, mentre continuano verso il loro tuffo a 30 mph.

Mentre completano ciò che è noto come un tuffo lungo, le loro mani rimuovono l'acqua davanti al corpo, creando una cavità che riduce la forza di impatto iniziale. Il resto del corpo, dalla testa ai piedi, è allineato per sparare attraverso la stessa cavità creata dalle mani.

L'uso delle mani per creare cavità nella superficie dell'acqua è simile al concetto alla base degli studi sulla struttura dei fluidi che i ricercatori della Utah State University stanno conducendo utilizzando le sfere.

Il ricercatore dello Utah State Rafsan Rabbi presenterà la ricerca del suo team alla 71a riunione annuale della divisione di dinamica dei fluidi dell'American Physical Society, che si svolgerà dal 18 al 20 novembre presso il Georgia World Congress Center di Atlanta, Georgia.

In uno studio, sono state testate due sfere consecutive che cadevano in un serbatoio d'acqua. La prima sfera caduta nell'acqua per creare la cavità era di acciaio. Sono state utilizzate cinque diverse dimensioni. I diametri variavano da 10 millimetri a 38 millimetri, ma erano sempre più piccoli della seconda sfera.

La seconda sfera, che attraversava la cavità, è stato realizzato in plastica Vero stampata in 3D. Queste sfere avevano un diametro fisso di 50 mm (o circa 2 pollici). Attaccato a ciascuno di questi oggetti di plastica c'era un accelerometro.

I ricercatori hanno studiato quanta accelerazione hanno sperimentato le sfere di plastica mentre attraversavano la cavità creata dalle prime sfere di acciaio e ne hanno calcolato le riduzioni di forza. Hanno scoperto che la forza d'impatto delle sfere di plastica è stata ridotta da quelle in acciaio del 40-60 percento.

"Abbiamo scoperto che questo fenomeno di 'preparazione della superficie libera' può avere un enorme impatto nel ridurre la forza iniziale ad alto impatto che qualsiasi oggetto sperimenta mentre cade in un corpo idrico, " disse il rabbino.

La ricerca potrebbe avere applicazioni pratiche, come diminuire il colpo dei razzi che atterrano involontariamente nell'oceano.

Un secondo studio ha utilizzato getti Worthington invece di cavità per ridurre la forza d'impatto. Tale getto risulta da una cavità che collassa su se stessa. La distanza tra le due sfere è stata fissata in modo tale che dopo il crollo della cavità, la seconda sfera cade attraverso il getto.

"Questo ha anche ridotto drasticamente la forza d'impatto fino al 60 percento, " ha detto Tadd Truscott, direttore dello Splash Lab presso lo Utah State, a capo del team di ricerca. "I nostri studi mostrano che i preparativi precedenti alla superficie creano un disturbo nella superficie dell'acqua per aiutare ad attutire l'impatto di qualsiasi oggetto che cade".