При плавании спортсмен преодолевает силу сопротивления воды. Это основная сила торможения. Она складывается из сопротивления трения, волнового сопротивления и сопротивления формы (вихреобразования).
Сопротивление трения возникает из-за вязкости воды. Ее частицы и слои, непосредственно прилегающие к телу пловца, образуют своего рода водный чехол, двигающийся вместе с телом вперед. Чем дальше от тела находятся частицы воды, тем с меньшей скоростью они увлекаются вслед за пловцом. Тончайшие слои воды скользят относительно друг друга, преодолевая силы вязкости. На приведение всей этой массы воды в движение пловец затрачивает часть своей энергии.
Величина сопротивления трения меняется пропорционально изменениям скорости плавания. Она зависит от площади поверхности тела, соприкасающейся с водой, от шероховатости этой поверхности. При ламинарном (плавном) обтекании тела, которое частично наблюдается при малых скоростях плавания, сопротивление трения минимально. С увеличением скорости потока воды плавное обтекание сменяется турбулентным (вихреобразным) и сопротивление трения возрастает. Турбулентный характер обтекания более выражен, если поверхность тела пловца рельефна и шероховата.
Сопротивление трения несколько уменьшается при выходе части тела пловца из воды. Хорошая подгонка плавательного костюма, изготовление его из гладкой, тонкой и малонамокаемой ткани также уменьшают величину сопротивления.
Волновое сопротивление связано с перераспределением сил давления воды на тело пловца во время движения по поверхности. Передняя часть тела спортсмена раздвигает воду, что вызывает появление расходящихся волн. Обтекая тело, поток воды устремляется в освободившееся за спиной пловца пространство и образует поперечные волны.
На преодоление сил тяжести и давления сдвигаемой в виде волн массы воды затрачивается часть энергии пловца.
Во время плавания у головы пловца возникает передняя волна. Следующая волна, задняя, поднимается за тазом. Между передней и задней волнами образуется впадина. С повышением скорости размеры волн и величина впадины возрастают, растет и волновое сопротивление. При скорости плавания менее 1,5 м/сек волновое сопротивление невелико. Но при скорости плавания около 2 м/сек оно становится заметным тормозом для пловцов-спринтеров.
Сопротивление формы обусловлено теми же факторами, что и лобовое сопротивление. Его величина изменяется пропорционально квадрату скорости плавания, площади поперечного сечения тела и зависит от формы тела и позы пловца.
Тело пловца по своей форме недостаточно совершенно для обтекания быстрым потоком. Пограничный слой воды рано отрывается от тела, образуя позади пловца область беспорядочного вихреобразного движения воды. Это резко увеличивает сопротивление.
Наиболее обтекаемым для пловца является выпрямленное и почти горизонтальное положение, когда руки вытянуты вперед, голова находится между ними, кисти соединены, ноги также вытянуты и соединены вместе, носки ног оттянуты. Такое положение пловец принимает во время скольжения после старта и поворота.
Во время рабочих движений обтекаемость тела пловца может значительно ухудшиться. Например, прогиб туловища и опускание таза немедленно создают значительную вихревую зону за спиной. Излишняя степень сгибания ног в тазобедренных суставах при плавании кролем и дельфином вызывает «зависание» бедер, а во время подтягивания ног при плавании брассом увеличивает вихреобразование за тазом. Кроме того, при неравномерном движении, характерном для скорости движения тела пловца внутри каждого цикла, приходится преодолевать дополнительное сопротивление воды.
Величина гидродинамического сопротивления зависит от угла атаки тела пловца. При анализе движений пловца по кинограммам определяют угол между продольной осью тела и поверхностью воды. Он может быть положительным, если плечевой пояс расположен выше таза, и отрицательным, если он находится ниже таза.
Гидродинамическое сопротивление повышается с увеличением угла атаки тела. Прирост сопротивления особенно заметен, если угол атаки превышает 8—10°. В этом случае существенно увеличивается проекция тела на фронтальную плоскость, за спиной и тазом возрастает вихреобразование, увеличивается и сила лобового сопротивления.
При движении тела пловца с положительным углом атаки помимо сил лобового сопротивления возникают подъемные силы, направленные вверх. Было бы заблуждением придавать слишком большое значение подъемным силам и увеличивать ради этого угол атаки тела. Высокое положение пловца в воде, характерное для современных вариантов техники плавания, достигается в основном за счет хорошей опоры о воду руками но время гребковых движений.
Чтобы улучшить обтекаемость тела и уменьшить величину гидродинамического сопротивления, пловцы стремятся придать своему телу вытянутое и почти горизонтальное положение. Бедра при этом выводятся к самой поверхности воды, а голова занимает положение почти на продольной оси тела.