Den bedste måde for konkurrerende svømmere at holde fingrene på er at sprede dem lidt fra hinanden, så de raker vandet, finder en ny undersøgelse.
I jagt på den teknik, der kunne bringe den hurtigste svømning i freestyle, antydede tidligere undersøgelser, at svømmere kunne forbedre deres effektivitet ved at sprede fingrene fra hinanden, men meget forblev usikkert, hvordan dette kunne fungere, og hvor meget svømmere havde brug for at sprede deres fingre til fordel.
For at løse dette mysterium undersøgte væskedynamikere både virtuelle modeller af menneskelige våben i computersimuleringer og 3D-trykte modeller af menneskelige våben i vindtunnelforsøg. De analyserede de kræfter, som disse modeller oplevede i fem forskellige niveauer af fingerspredning: Ved nul spredningsgrader, hvor alle fingre blev presset sammen som en padle, gennem gradvist større 5-graders intervaller helt til 20 grader spredning.
De bedste resultater blev set med 10-graders fingerudbredelse i både computersimuleringer og vindtunneleksperimenter, sagde forskerne.
Forskerne forklarede, at når fingrene spreder sig, glider der nogle vand gennem dem. Den resulterende turbulens kan imidlertid begrænse strømmen af vand mellem fingrene. Som sådan kan let fingerspredning effektivt øge en hånds overfladeareal. Op til et vist punkt opvejer fordelen ved dette effektive løft i overfladen effekten af tabt vand mellem fingrene, sagde studiemedlem Josje van Houwelingen, en svømmevæddynamiker ved Eindhoven University of Technology i Holland.
I undersøgelsen reducerede selv 5-graders fingerspredning mængden af træk, som armene oplever med 2 procent i computersimuleringer og 5 procent i vindtunnel-eksperimenter.
"Brug af optimal fingerafspredning kan give en konkurrencefordel," fortalte van Houwelingen til Live Science.
Selvom disse effekter er subtile, kan de gøre en stor forskel i løb mellem elitesvømmere. "Når du er en top-svømmer, kan denne meget lille effekt, kun et par procent, gøre forskellen mellem en guldmedalje og ingen medalje overhovedet," sagde van Houwelingen i en erklæring.
”Vi lavede et groft og lidt overdrevet skøn for den mulige forbedring på 50 meter freestyle,” sagde van Houwelingen. "Dette resulterede i en forbedring på 0,6 sekunder." I modsætning hertil bemærkede hun, at tidsforskellen mellem første og sjette plads ved kvindens 50 meter fristilfinale ved Sommer-OL 2016 i Rio de Janeiro kun var 0,12 sekunder.
Van Houwelingen bemærkede, at hun selv var en svømmer og prøvede rækketeknikken under svømning. Hun havde svært ved at holde fingrene spredt i konstant afstand fra hinanden, "men da elitesvømmere også kan optimere deres startposition op til 1 grad, kan de sandsynligvis også anvende noget af denne viden på deres teknik."
Forskerne bemærkede, at deres forskning involverede arme, der bevæger sig noget urealistisk i konstante hastigheder gennem væsker. De planlægger nu at lægge 3D-trykte arme i en stor vandtank og se, hvilke kræfter de oplever, når de udfører mere realistiske svømmebevægelser ved hjælp af en robot.
Forskerne detaljerede deres fund mandag (21. november) på det årlige møde i American Physical Society's Division of Fluid Dynamics i Portland, Oregon.
