Den beste måten for konkurrerende svømmere å holde fingrene på er å spre dem litt fra hverandre slik at de raker vannet, viser en ny studie.
I jakten på teknikken som kunne gi den raskeste svømmene i fristil, antydet tidligere forskning at svømmere kunne forbedre effektiviteten ved å spre fingrene fra hverandre, men mye forble usikkert hvordan dette kan fungere og hvor mye svømmere som trengte å spre fingrene for å få fordel.
For å løse dette mysteriet undersøkte flytende dynamikere både virtuelle modeller av menneskelige armer i datasimuleringer og 3D-trykte modeller av menneskelige armer i vindtunneleksperimenter. De analyserte kreftene som disse modellene opplevde i fem forskjellige nivåer av fingerspredning: Ved null spredningsgrader, der alle fingrene ble presset sammen som en padle, gjennom gradvis større 5-graders intervaller helt til 20 grader spredning.
De beste resultatene ble sett med 10-graders fingerspredning i både datasimuleringer og eksperiment i vindtunnel, sa forskerne.
Forskerne forklarte at når fingrene sprer seg fra hverandre, sklir det litt vann gjennom dem. Imidlertid kan den resulterende turbulensen begrense vannstrømmen mellom fingrene. Som sådan kan en lett spredning av fingrene øke overflaten til hånden. Fram til et bestemt punkt oppveier fordelen fra dette effektive løftet i overflaten effekten av vann som går tapt mellom fingrene, sa studieforfatter forfatter Josje van Houwelingen, en svømmevæddynamiker ved Eindhoven University of Technology i Nederland.
I studien reduserte selv 5-graders fingerspredning mengden dra som armene opplever med 2 prosent i datasimuleringer og 5 prosent i eksperiment med vindtunnel.
"Å bruke optimal fingerspredning kan gi et konkurransefortrinn," sa van Houwelingen til Live Science.
Selv om disse effektene er subtile, kan de utgjøre en stor forskjell i løp mellom elitesvømmere. "Når du er en toppsvømmer, kan denne veldig lille effekten, bare noen få prosent, utgjøre forskjellen mellom en gullmedalje og ingen medalje i det hele tatt," sa van Houwelingen i en uttalelse.
"Vi gjorde et grovt, og litt overdrevet, estimat for mulig forbedring på 50 meter fristil," sa van Houwelingen. "Dette resulterte i en forbedring på 0,6 sekunder." Derimot bemerket hun at tidsforskjellen mellom første og sjetteplass ved kvinnens 50 meter fristilfinale ved sommer-OL 2016 i Rio de Janeiro var bare 0,12 sekunder.
Van Houwelingen bemerket at hun selv var svømmer, og prøvde rakingsteknikken under svømming. Hun syntes det var vanskelig å holde fingrene spredt i en konstant avstand fra hverandre, "men siden elitesvømmere også kan optimalisere startposisjonen opp til 1 grad, kan de sannsynligvis også bruke noe av denne kunnskapen på teknikken deres."
Forskerne bemerket at forskningen deres involverte armer som beveget seg noe urealistisk med konstante hastigheter gjennom væsker. De planlegger nå å legge 3D-trykte armer i en stor vanntank og se hvilke krefter de opplever når de utfører mer realistiske svømmebevegelser ved hjelp av en robot.
Forskerne detaljerte funnene sine mandag (21. november) på det årlige møtet for American Physical Society's Division of Fluid Dynamics i Portland, Oregon.
