Войти
sport-in » Статьи » Плавание » Положение тела пловца в воде и силы гидродинамического сопротивления

Положение тела пловца в воде и силы гидродинамического сопротивления

0 24 спортстатьи 05-09-2020 13:52 Плавание

Положение тела пловца в воде и силы гидродинамического сопротивленияПри 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.

Оригинал статьи размещен здесь:Источник
Как к вам обращаться: Ваш E-Mail:  

Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив

Введите код: