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Les physiciens calculent les plongées les plus élevées que la plupart des humains peuvent supporter en toute sécurité

En utilisant des modèles imprimés en 3D et en les déposant dans un réservoir, les chercheurs ont découvert les hauteurs maximales à partir desquelles les gens peuvent plonger avant de rencontrer des forces pouvant causer des blessures.

La physique


27 juillet 2022

Des modèles imprimés en 3D révèlent les forces subies lors de la plongée

Anupam Pandey, Jisoo Yuk et Sunghwan Jung à l’Université Cornell

De quelle hauteur oseriez-vous plonger ? Une expérience avec des modèles imprimés en 3D a découvert à quelle hauteur les gens peuvent sauter dans l’eau sans risque de blessure grave.

Sunghwan Jung de l’Université Cornell de New York et ses collègues ont étudié les forces subies lors d’un claquement dans l’eau en déposant des modèles imprimés en 3D représentant différentes postures humaines dans un réservoir. L’un représentait une personne plongeant la tête la première avec les mains à ses côtés, l’autre une personne avec les mains au-dessus de la tête et les paumes se touchant, et une autre n’était qu’une jambe avec un pied représentant le saut les pieds en premier. Chaque modèle était équipé d’un capteur de force et était filmé avec une caméra à haute vitesse lors d’une chute.

Pour déterminer les hauteurs dangereuses pour la plongée, les chercheurs ont comparé les forces qu’ils ont enregistrées à celles connues pour causer des dommages physiques aux personnes. Ils ont constaté que ces niveaux de force étaient atteints pour les plongeurs tête première au-dessus de 8 mètres, les plongeurs mains premières au-dessus de 12 mètres et les plongeurs pieds premiers au-dessus de 15 mètres.

Jung dit que la plupart des forces affectant le corps pendant la plongée sont dues au déplacement de l’eau. C’est comme enfoncer ses doigts très rapidement dans un pot de miel – le liquide résiste avec force, dit-il.

Les gens ont réussi à plonger à des hauteurs beaucoup plus élevées que les limites trouvées dans l’étude. Par exemple, Laso Schaller a battu le record du plus haut plongeon pieds premiers en 2015 lorsqu’il a sauté de 58,8 mètres au-dessus de l’eau. Jung dit que pour exécuter des sauts aussi extrêmes sans se blesser, les plongeurs doivent fléchir les bons muscles pour rendre leur corps plus rigide et plus serré.

Les blessures à la tête et au cou surviennent souvent lorsque les plongées se passent mal, et les blessures aux épaules et au bas du dos sont plus courantes chez les plongeurs en général, explique Nathaniel Jones du Loyola University Medical Center dans l’Illinois. « Les plongeurs tremplins font en moyenne 100 à 150 plongées par jour et les plongeurs plateformes 50 à 100 plongées par jour. Faire autant de plongeons les expose à de multiples opportunités de blessures », dit-il.

Jung dit que son équipe veut expérimenter des modèles de formes différentes pour plonger dans la neige plutôt que dans l’eau, comme ceux que certains renards exécutent.

Référence de la revue : Avancées scientifiquesDOI : 10.1126/sciadv.abo5888

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