陈芋汐上海交大公开课:用物理公式解析压水花原理
陈芋汐上海交大公开课:用物理公式解析压水花原理
上海交通大学闵行校区陈瑞球楼报告厅座无虚席,奥运冠军陈芋汐受邀为师生带来了一场别开生面的公开课——《跳水运动中的流体力学:压水花技术的物理原理》。这位19岁的跳水世界冠军以运动员和同济大学新生的双重身份,将赛场上的"水花消失术"转化为严谨的科学公式,让在场师生领略到体育与科学碰撞出的智慧火花。
课程伊始,陈芋汐通过慢动作回放自己的107B(向前翻腾三周半屈体)动作,引出核心问题:"为什么手掌平行入水比双手合拢的水花更小?"她借用上海交大船舶海洋与建筑工程学院的流体力学模型,将双手合拢入水简化为"楔形体撞击水面",而手掌平铺入水则类比为"方形体垂直入水"。通过纳维-斯托克斯方程的推导,清晰展示了楔形体入水时水流沿斜面逃逸形成大水花,而方形体入水时水流向四周均匀扩散的物理机制。
在互动环节,陈芋汐邀请物理系同学上台进行模拟实验。当学生以30度斜角入水时,高速摄像机捕捉到明显飞溅;而调整为垂直入水后,水花立即减小。她解释道:"实际跳水还要考虑角动量守恒,入水瞬间需通过手腕微调使掌心始终正对合速度方向。"说着现场演示了"揉水"动作的力学原理——通过拇指侧向发力产生反向力矩,抵消身体旋转,这个细节让在场教授连连称赞。
课程后半程,陈芋汐分享了自己如何将理论应用于训练。她透露每次练习都会记录入水角度、翻转速度等12项数据,通过回归分析找到最佳参数组合。"207C动作的改进就是通过调整0.2秒的打开时机实现的。"这种科学训练方法引发热烈讨论,机械与动力工程学院的张教授感慨:"运动员用实践验证了流体力学边界层理论的正确性。"
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