fysiken bakom världens snabbaste simslag

för att driva sig genom vattnet använder simmare olika slag för att kontrollera drag och lyft. Men vilken stroke är den snabbaste? Vissa experter har pekat ut fish kick – en version av dolphin kick — som den snabbaste simning stil.

varför? Som simtränare och ingenjör Rick Madge förklarar handlar det om vätskedynamik.

”fisksparken är vanligtvis vad de kallar delfinspark, på sidan”, säger Madge. ”Och det kallas det för att det är mer som vad fisk gör, i motsats till upp och ner rörelse som vi har tittat på de senaste 20 eller 30 åren i undervattenssimning.”

dessa simningslag drar nytta av den hastighet som en simmare får när de trycker av väggen eller dyker i vattnet.

”när du trycker på väggen eller dyker in, går du snabbare än du kan simma”, säger Madge. ”Om du kan … behåll den hastigheten, du gör längden på poolen på så lite som 15 eller 16 sekunder. Nu kan du naturligtvis inte eftersom vatten är ganska tjockt så hela syftet med delfinsparken är att behålla din hastighet så länge som möjligt. Så du försöker inte generera hastighet, du försöker bara behålla det och för att göra det måste vi komma in i vätskedynamik. Specifikt vill du inte avbryta det laminära flödet av vatten över kroppen.”

när simmare bryter vattenytan med sina sparkar eller slag, säger Madge, som saktar ner dem.

”det är verkligen ytspänning”, säger Madge. ”Det finns mycket ytspänning i vattnet och om du ständigt måste bryta den ytspänningen kommer du att spendera mycket ansträngning på det … att sparka luft skickar dig inte så långt. Du vill sparka vatten till den punkt där du faktiskt vill vara minst en halv meter under vatten, helst mer, så att dina delfinsparkar inte får vattnet att virvla på toppen. … Ju djupare du kan få, desto mer framdrivning kommer du ut ur sparken.”

att konstruera världens snabbaste simslag är en sak, men det är en helt annan sak att få Olympic Committee att låta dig tävla med det slaget. För närvarande får simmare inte simma under vattnet i mer än 15 meter.

” enligt de regler som inrättats i i slutet av 80-talet för ryggsim och i slutet av 90-talet för för alla andra slag får du inte gå mer än 15 meter under vatten”, säger Madge. ”Strokesna är ganska låsta in. … Du får inte upprepa delfinsparkar i bröstslag under vattnet, så det är det som är ganska begränsat av stroke.”

den här artikeln är baserad på en intervju som sändes på PRI ’ s Science Friday.