Quando mergulhadores profissionais saltam de um trampolim, suas mãos são perpendiculares à água, com os pulsos apontados para cima, à medida que continuam em direção ao mergulho a 30 mph.

À medida que concluem o que é conhecido como mergulho rip, suas mãos removem a água na frente do corpo, criando uma cavidade que reduz a força de impacto inicial. O resto do corpo, da cabeça aos pés, está alinhado para disparar através da mesma cavidade criada pelas mãos.

Usar as mãos para criar cavidades na superfície da água é semelhante ao conceito por trás dos estudos de estrutura de fluido que os pesquisadores da Universidade Estadual de Utah estão conduzindo usando esferas.

Rafsan Rabbi, pesquisador do estado de Utah, apresentará a pesquisa de sua equipe na 71ª Reunião Anual da Divisão de Dinâmica de Fluidos da American Physical Society, que acontecerá de 18 a 20 de novembro no Georgia World Congress Center em Atlanta, Geórgia.

Em um estudo, duas esferas consecutivas caindo em um tanque de água foram testadas. A primeira esfera jogada na água para criar a cavidade era feita de aço. Cinco tamanhos diferentes foram usados. Os diâmetros variaram de 10 milímetros a 38 milímetros, mas eles sempre foram menores do que a segunda esfera.

A segunda esfera, que passou pela cavidade, foi feito de plástico Vero impresso em 3-D. Essas esferas tinham um diâmetro fixo de 50 mm (ou cerca de 2 polegadas). Preso a cada um desses objetos de plástico estava um acelerômetro.

Os pesquisadores investigaram quanta aceleração as esferas de plástico experimentaram ao passar pela cavidade criada pelas primeiras esferas de aço e calcularam as reduções de força a partir disso. Eles descobriram que a força de impacto das esferas de plástico foi reduzida pelas de aço em 40-60 por cento.

"Descobrimos que este fenômeno de 'preparação de superfície livre' pode ter um grande impacto na redução da força inicial de alto impacto que qualquer objeto experimenta ao cair em um corpo de água, "Rabino disse.

A pesquisa pode ter aplicações práticas, como diminuir o impacto de foguetes que pousam involuntariamente no oceano.

Um segundo estudo usou jatos Worthington em vez de cavidades para reduzir a força de impacto. Esse jato resulta do colapso de uma cavidade sobre si mesma. O espaçamento entre as duas esferas foi fixado de tal forma que após o colapso da cavidade, a segunda esfera cai pelo jato.

"Isso também reduziu drasticamente a força de impacto em até 60 por cento, "disse Tadd Truscott, diretor do Splash Lab no estado de Utah que chefia a equipe de pesquisa. "Nossos estudos mostram que preparações anteriores à superfície criam uma perturbação na superfície da água para ajudar a amortecer o impacto de qualquer objeto em queda."