Op ad en å uden padle? Forskere foreslår gunwale bobbing

Stå op i en kano, og du vil sandsynligvis finde dig selv i vandet inden alt for længe. Hop op og ned på de øverste kanter af siderne af kanoen, og du ender sandsynligvis også i drinken. Men få den rigtige balance, og du vil være i stand til at bevæge dig selv med så meget som en meter i sekundet, ifølge en undersøgelse offentliggjort i Physical Review Fluids undersøger gunwale bobbing.

I gunwale (udtales "gunnel") bobbing, står en kanosejer på siderne af kanoen - reunwales - nær bagenden af ​​fartøjet og hopper op og ned og bevæger den fremad ved at surfe på de producerede bølger.

Efter en indledende periode med ustabilitet, før den finder sin rytme, opnår kanoen en marchhastighed, der tilfredsstiller en balance mellem det tryk, der genereres ved at presse nedad i bølgernes overflade, og modstanden forårsaget af modstand. Teknikken virker også på stand-up paddle boards.

"Folk har længe nydt gunwale bobbing som noget sjovt at lave, når de er ude på vandet, men ingen har nogensinde rigtig forklaret, hvordan det virker," siger Stephen Morris, professor emeritus ved afdelingen for fysik på Det Kunst- og Naturvidenskabelige Fakultet og medforfatter til undersøgelsen, der beskriver fænomenet. "Ved at trække på langvarige teorier om lineære bølger og oscillationer har vi fundet ud af, hvordan en sådan balance kan opretholdes."

Morris og kolleger ved University of Cambridge, Oxford University og University of Paris skabte en teoretisk model til at beskrive det producerede bølgefelt i søgen efter den perfekte kombination af fremad-, tilbage-, op- og ned-bevægelser. De sammenlignede det derefter med data taget fra en entusiastisk revolverbobber, der krydsede en vandmasse i en kano ved hjælp af bølger, der dannes, når dens to ender hælder op og ned.

I et symmetrisk system, hvor en kanosejers krop hælder frem og tilbage i lige stor grad – tænk på den rytmiske bevægelse af en roers krop i olympiske konkurrencer – får de genererede bølger fartøjet til at oscillere frem og tilbage uden nettobevægelse. Men i et asymmetrisk system, som det, der skabes, når en person giver en lodret forskydning, såsom ved at hoppe op og ned ud af fase med stigningen i den ene ende af fartøjet, opnår køretøjet et nettotryk.

Forskerne beregnede de optimale værdier af de fire involverede bevægelser for at opnå maksimal hastighed, og ved hjælp af deres model bestemte de, at teknikken kunne fremdrive en typisk kano med konstante hastigheder på op til omkring en meter pr. rigtige kanoer.

"Forståelse af gunwale bobbing kunne være nyttigt i konkurrencedygtige vandsport som roning," siger Morris. "Fordi roere genererer periodiske nedadgående kræfter, ligesom det at hoppe på revers gør, kan det være muligt at optimere roningsslag, så båden interagerer med de bølger, den genererer på en måde, der hjælper med at skubbe den fremad." + Udforsk yderligere

For en energigivende træning, tag den udenfor