Vetenskap tråd från Exploratorium och Public Radio International

vetenskapen om Surfing
sida 2

få ett drag på
våghastighet
titta ut, du ser en våg. En fin rulle som rör sig mot dig med konstant hastighet. Du vet av erfarenhet att när den når dig kommer den att resa cirka sex knop (cirka sju mil per timme). Du börjar paddla framåt och accelererar upp till en hastighet som gör att du kan fånga vågen. Att döma vilken våg att fånga – och den exakta tidpunkten som behövs för att paddla ut för att fånga den—är en färdighet som en surfare måste utveckla. Fysiken här är enkel: du trycker vatten mot baksidan av brädet med händerna. Genom Newtons lag om handling och reaktion (den tredje lagen om rörelse) trycker vattnet på dig i motsatt riktning, flyttar dig framåt och accelererar dig snabbt.

resan börjar
när vågen når dig börjar vattnets yta att tippa uppåt. Tänk på det-flytande vatten sluttande i en vinkel! Detta kan bara hända eftersom vattnet är i rörelse. Du kan se vattnet röra sig i en våg genom att titta på bitar av tång eller skum accelerera upp på framsidan av vågen. När vattnet stiger under dig befinner du dig på en hal sluttning. Gravity drar dig nerför den sluttningen, flytkraften driver dig upp och nya krafter—hydrodynamiska krafter (krafter som utövas av en rörlig vätska) som härrör från interaktionen mellan rörligt vatten och surfbrädan—driver dig framåt.

hydrodynamiska krafter: Känn mig, Se mig
en stor del av surfingens komplexitet är dold inom de hydrodynamiska krafterna, de krafter som utövas på surfbrädan genom att flytta vatten. Nästa gång du är i en båt eller sitter bredvid en rusande ström (och kan säkert göra det), lägg handen i vattnet vinkelrätt mot riktningen i vilken den rör sig. Känn de krafter som vattnet utövar på din hand. Tippa sedan handen till höger och känna kraften tryck din hand längre till höger. Titta på flödet av vatten avböj till vänster när det kolliderar med din hand. På samma sätt kolliderar vatten som rör sig upp på framsidan av en våg med surfbrädan och avböjs. Du kan se resultatet av kollisionen genom att titta på vattensprayen som sprutar ut runt kanterna på surfbrädan.

Eric, på en shortboard, tar en tur ner i ansiktet på en våg. Han är före pausen, i balans, med böjda knän. En surfare som rör sig längs en vågs ansikte kan resa med en hastighet snabbare än själva vågen.

de hydrodynamiska krafterna inkluderar också dragkrafter som vattenrutschbanor längs botten av surfbrädan. De hydrodynamiska krafterna är potentiellt ganska stora, som alla surfare som har fallit under en brytande våg kan intyga. Mycket subtil formning av surfbrädans botten kan starkt påverka styrelsens prestanda. Kanaler, konkaviteter och kurvor som läggs på botten av en surfbräda som knappast kan ses eller kännas utan att jämföra dem med en rät kan förändra de hydrodynamiska krafterna på brädet väsentligt.

när du rider på en våg, njuter du av accelerationshastigheten, eftersom massor av rörligt vatten driver dig snabbare och snabbare. Du står upp på brädet med knäna böjda och hänger lös. Du balanserar sida-till-sida och fram-till-rygg och håller de ständigt föränderliga krafterna och vridmomentet i balans. På ett sätt dansar du med de hydrodynamiska krafterna.

Vågen bryter
när vågen rör sig i grundare vatten börjar den interagera mer med havets sandbotten. Den nedre delen av vågen saktar, medan toppen fortsätter framåt, så vågen branter och bryter. Du vill inte bli trasig, särskilt med tanke på att varje kubikmeter vatten väger ett ton. Men om du har valt en bra surfplats stänger inte vågen ut och bryter på en gång. Istället skalar den från vänster till höger eller höger till vänster. Genom att luta brädet åt sidan kan du styra så att du stannar på vågen precis före pausen på den brantaste delen av vågen, axeln. (Eric gör detta på bilden ovan.)

som Eric och andra surfare vet, Rider vågorna kan du spela med energi. Genom att släppa ner vågens ansikte (dras av tyngdkraften) får du kinetisk energi, rörelsens energi. Samtidigt förlorar du gravitationspotentialenergi, energin att vara hög. Sedan, genom att vrida upp vågens ansikte, kan du byta tillbaka rörelsens energi för potentiell energi när du stiger till vågens topp. Att vända upp och ner på en våg är själen att surfa.