来源：科普中国
北京时间2024年7月31日，在巴黎奥运会跳水比赛女子双人十米台决赛中， 中国队组合全红婵、陈芋汐夺得金牌 ，帮助中国队实现该项目 七连冠 。这是中国跳水队在本届奥运会上的 第三枚金牌 ，也是中国体育代表团的 第七枚金牌 。
跳水项目，许多人是从小看到大，看中国选手在空中优美的翻腾和转体动作，以及惊为天人的「水花消失术」，堪称视觉上的一大享受。
对于大多数人，评判一个跳水动作的完美程度的关键点之一，恐怕就是 看水花大小 吧。
每当看到跳水运动员能将水花压得非常小时，我们总是会不由自主地惊呼。
不过，一石都能激起千层浪，而 一整个人入水居然能做到几乎没有水花 ，其中到底隐藏着什么样的奥秘？
水花是怎么形成的
众所周知，当具有 一定质量 的物体以 一定初速度 落入 黏滞系数较小 的液体时，就会在液体表面溅起水花。
由于物体具有 质量和速度 ，在与液体接触时就会对液面 造成冲击 。若液体的 流动性较好 （即黏滞系数低，比如自来水），就会在受到冲击时向周围运动，从而 在四周溅起水花 ，随后又为了填补物体落下后在中间形成的空洞而回流，在中间相撞形成又一波水花。
而如果液体的 流动性较差 （即黏滞系数高，比如蜂蜜），即使受到较大的冲击，液面也 不易发生形变 ，从而不易溅起水花。
△从高空落下的蜂蜜没有溅起蜜花
很显然，跳水运动员所面对的泳池，里面的水必然都是黏滞系数低的液体。而且人体的质量以及从高台跳下后具有的速度都不是一个小数字。
水面在如此大的冲击力下却可以只溅起一点点水花，这必然是运动员掌握了入水时的动作要领。下面，让我们把视角切换到运动员入水前画面上。
压水花的标准入水姿势分析
通过观察比赛的慢镜头回放以及跳水过程中拍摄的照片，不难发现，能将水花压得很小的运动员，入水前的动作几乎都具有如下特点：
我们知道跳水入水时， 最先接触水面的部位是手 ，如果双手入水时能很好地压住水花，同时将后续入水的身体部位收紧，就能很好地集中力量而不产生额外的水花。
如此看来， 入水前双手的形态对产生水花的大小起着至关重要的作用 。
你可能也发现，不管最后能否压住水花，几乎所有运动员都在使用这样「 抓手平掌 」的手势，这种手势是有什么独到之处吗？
其实历史上，曾经还出现过另外三种手势。第一种是自1975年起，我国跳水运动员开始练习「压水花」技术时采用的手势：两手相距约10cm，手掌上翻，五指伸直张开，掌心对水。
由于入水时冲击力大， 手型难以保持，而且双手分开降低了整个人体的流线型效果 ，所以压水花效果并不理想。
后来出现了 两手拇指相扣，其余四指弯曲或伸直 的手势。这样降低了入水时所带来的冲击，且增加了整个人体的流线型效果，在压水花效果上有了增强。
「抓手平掌」则是发展至今使用得最普遍的入水姿势，其动作要领是：两手相握，其中一手五指并拢伸直，另一只手握在背部，五指紧扣，手掌上翻，腕关节背屈90°，掌心对水。
这种手势从表观上看，进一步减少了手掌与水的接触面积，能更大程度地减小冲击力。
但是，如果想让接触面积小，应该让 两手合并指尖向下 入水。为什么这种姿势没有出现过呢？
入水姿势的物理分析
你可能想不到，现有的「压水花」技术是最初在练习 「冰棍式」跳水 的过程中意外发现的。
「冰棍式」跳水是双脚最先入水，训练时运动员被要求双脚呈绷直状入水，这样虽然可以 有效减少水对人体的冲击，但水花很大 。
脚尖一直绷直固然很累，偶尔松懈一下没有绷直脚尖，却发现 勾脚入水水花反而变小了 。于是这样勾脚的技术逐渐演变成了今天的「抓手平掌」。
那为何勾脚入水就能比绷脚入水更能压住水花呢？这就需要更加深入地分析了。
人体入水的过程本质上是一个 固体冲击液体 的过程，由于固体和液体本身复杂的性质，这将是一个 多因素耦合的复杂模型 。
但由于我们的着眼点是 人体与水面刚发生接触和碰撞 的阶段，所以我们可以忽略部分不重要的因素，同时 将人视为刚体、将水视为理想流体 ，以此简化模型。
当运动员双臂上举， 双手合掌呈尖锐状姿势入水时，可等价于一个楔形刚体的尖端撞击水面 （如下图所示）。
当发生碰撞时，与刚体接触的水会受到斜向下的力，从而沿此方向运动。
但我们也知道，液体压强随深度的增加而变大，所以这部分斜向下运动的水会因为受到深处液体更大的压力，转而向压力较小的浅处运动， 最后沿着刚体侧面的方向冲出水面，形成水花 。
【跳水「压水花」技术运动生物力学研究】中还通过有限元分析方法对该模型进行了模拟计算。结果表明：
如果考虑上述楔形刚体钝化的极限情况（即完全没有尖角的方形刚体），按照上述的结论，激起的水花是不是应该就是最低的呢？
确实如此。这是因为此时刚体对浅层液体的压力垂直向下，而深层液体又对其有向上的压力， 被两面夹击的浅层液体只能沿着刚体的侧面向上运动 。
但由于刚体仍在向下运动，也带动其周围的液体向下运动，这多少阻碍了部分向上运动的液体，所以最后能冲出水面的水花就少了。
说到这里咱们不能忘记之前提到的接触面积的因素，方形刚体入水时如果接触面积过大，也会激起较大的水花。
所以跳水运动员入水前要将两手叠放以减小接触面积，并且将身体收紧，让身体对水面的冲击力集中在一小块面积上。不然就会发生……
以上我们的讨论是将人体视为了刚体，但在实际跳水的过程中，由于运动员需要进行翻腾或转体的动作，在入水之前无法做到让身体呈现一个竖直的状态。
所以运动员除了要掌握好入水时压水花的动作要领，还要精准把握起跳、空中动作、打开时机以及入水后如何控制其余身体部位垂直入水等等。
真是台上三分钟，台下十年功。能站在奥运赛场上已是一份荣耀，中国队的奥运健儿们，无论输赢，你们都是最棒的！
