「腹打ち——水は時間がないとコンクリートになる」

02:57。金曜の夜中。プールの腹打ち。あのお腹全体がバチンと赤くなる、あれ。なぜ柔らかいはずの水がコンクリートのように硬いのか。

問い

水は柔らかい。歩いて入れば何の抵抗もない。なのに高いところから腹から落ちると、骨が折れることすらある。何が起きている？

水はほぼ非圧縮性の液体。圧力をかけても体積がほとんど変わらない。ゆっくり入れば水は横に流れて道を開けてくれる。でも速く入ると、水が横に逃げる前にぶつかる。

ポイントは接触面積と速度の掛け算。

水が固体のように振る舞うのは、衝突の時間スケールが水の流動の時間スケールより短いとき。水分子が「どこに逃げればいいか」の情報は音速（水中で約1,500m/s）でしか伝わらない。衝突が十分に速いと、水面から離れた水分子はまだ何も知らない。知らない水は動けない。動けない水は固体と同じ。

10mの高さから腹打ちすると、水面到達時の速度は約14m/s（時速50km）。接触時間は数ミリ秒。お腹の面積が約0.15m²だとすると、そこに一瞬で数百kgf相当の力がかかる。

オリンピックの飛び込み選手は10mの高飛び込みで入水する。足先や指先から入ることで接触面積を数十分の一に減らし、減速を長い距離にわたって分散させる。それでも手首の骨折や肺の打撲は珍しくない。

同じ原理が配管で起きる。蛇口を急に閉めると「ゴン！」と音がする。流れていた水が急に止められ、非圧縮の水が圧力波を送る。パイプが破裂することもある。水道管の中で腹打ちが起きている。