Sportsko-I-Fitness

Fizički zakoni u plivanju

definicija

Sa zakonima fizike pokušavaju se poboljšati i optimizirati pojedini stilovi plivanja. Oni uključuju statički uzgon, hidrodinamički uzgon i različite načine kretanja u vodi. Koristi biomehaničke principe i fiziku.

statična uzgona

Gotovo svi uspijevaju lebdjeti na vodenoj površini bez pomoćnog plutanja. Ovaj prividni gubitak težine je zbog statične plutaje.

Na primjer, ako tijelo uroni u vodu, ono zamjenjuje određenu količinu vode. Na ovo tijelo djeluje sila uzgona (statički uzgon).

Statični uzgon odgovara težini koju tijelo pomiče u odnosu na vodenu masu
Statični uzgon je suprotan težini sile. (Gore)

Npr. U vodi je moguće da skučenog plivača lako podigne znatno slabija osoba. Ako dio tijela podignete iz vode, statična plovnost opada, a podizanje postaje teže.

Duboko udisanje povećava volumen pluća i time se povećava volumen cijelog tijela i povećava se statička plućnost.

Na primjer, plutajući plivač izdahne i potone na dno.

Specifična težina (gustoća tijela) je odlučujuća za plutavost tijela u vodi. Što je veća gustoća tijela, to više tijela tone u vodu. Sportaši s teškim kostima i mnogim mišićima imaju veću gustoću i znatno više potonu te tako imaju mane pri plivanju. U usporedbi s muškarcima, žene imaju više potkožnog masnog tkiva i na taj način imaju veću statičku plutavost i bolji položaj u vodi.

statički uzgon i položaj vode

Položaj u vodi ključan je za dugo i brzo kupanje. Za ispravnu situaciju s vodom važne su dvije fizičke točke napada. S jedne strane, težište tijela (KSP) i glasno središte (VMP). Ljudski KSP smješten je približno u visini pupka i točka je primjene sila sila težine. VMP je točka primjene za statičnu plutaju, a zbog voluminoznih prsa, približno je u visini prsa. KSP i VMP se u vodi prebacuju jedan preko drugog. Primjer. Kuboid (pola stiropora, pola željeza) ne leži na površini vode, već metalna polovica tone, a kuboid je okomit, od stiropora gore.

Slično kao u kuboidu, ovaj princip djeluje i s ljudskim tijelom. KSP i VMP se približavaju jedni drugima i kao rezultat toga noge padaju, a tijelo sve više okomito u vodu.

Važno! Noge obješene previše duboko u vodi ne stvaraju nikakav pogon i povećavaju vodootpornost, tj. Noge prema površini.

Kako bi se izbjeglo spuštanje nogu, s jedne strane je preporučljivo raditi s dijafragmatičnim / trbušnim disanjem umjesto grudnim disanjem prilikom plivanja, tako da se VMP drži što bliže KSP-u, a s druge strane da glavu držite u vodi i ispružite ruke daleko naprijed. To rezultira pomakom glave KSP-a prema VMP.

Zakoni za tijela koja klize u vodi

Tijelo koje se kreće u vodi stvara razne složene efekte koji se moraju objasniti kako bi se razumjelo plivanje.

Sile koje nastaju u vodi dijele se na kočenje i vožnju.

Ukupni otpor kojem ljudsko tijelo djeluje na vodu sastoji se od tri oblika:

Otpor trenja proizlazi iz činjenice da su pojedine čestice vode povučene duž određene udaljenosti na koži plivača (Granični protok sloja). Ovo takozvano statičko trenje smanjuje se s povećanjem udaljenosti od plivača. Taj otpor na trenje ovisi o površinskoj strukturi, zbog čega u posljednjim godinama ljudi sve više koriste kupaće kostime sa niskim trenjem.

Najvažniji otpor plivanju je otpor oblika. Ovdje se vodene čestice pomiču protiv smjera kretanja / plivanja i imaju kočioni učinak na plivača. Otpornost oblika ovisi o obliku tijela i vodenim turbulencijama tijekom buđenja. Pogledajte oblike tijela i tijek.

Posljednji otpor prilikom plivanja je takozvani valni otpor. Jednostavno rečeno, to znači da plivanjem i klizanjem voda mora biti podignuta protiv gravitacije. Nastaju valovi. Taj otpor ovisi o dubini vode, koju sve više plivača iskorištava i provodi klizne faze u mnogo dubljoj vodi.

Hidrodinamičko dizanje

Hidrodinamičko podizanje jasno se vidi iz krila zrakoplova. Priroda krila zrakoplova projektirana je tako da zrak koji struji oko njega prekriva udaljenosti različitih duljina na bočnim stranama krila. Budući da se čestice zraka ponovno okupljaju iza krila, protok oko krila mora biti različitim brzinama. Naime: brži na vrhu i sporiji na dnu. To stvara dinamički pritisak ispod krila i pritisak usisa iznad krila. Tako epizoda polijeće avion.

Ista stvar se događa s plivačem u vodi, ali ne tako savršeno.

Ovo podizanje ilustrirano je sljedećim primjerom. Ako ležite ravno u vodi, noge relativno brzo potonu.Međutim, ako vas partner stalno izvlači kroz vodu, hidrodinamička uzgona uzrokuju držanje nogu na površini vode.

Smjer djelovanja u plivanju dijeli se kako slijedi:

otpornost: Protiv smjera plivanja

Hidrodinamičko dizanje: Okomito na smjer plivanja

Pogon: U smjeru plivanja

Oblici tijela i tijek

Ne otpornost na prednjem dijelu tijela, kao što je prethodno pretpostavljeno, već omjer frontalne površine prema duljini tijela igra najvažniju ulogu u otpornosti vode.

To se može ilustrirati sljedećim primjerom.

Ako kroz vodu izvučete ploču i cilindar s istim licem, otpornost vode ispred tijela je jednaka, ali turbulencija u buđenju je znatno drugačija.

Izraz čeoni otpor nije u potpunosti ispravan, jer turbulencija u budnosti snažnije usporava tijelo.

Prema posljednjim nalazima, vretenaste strukture pingvina imaju najmanje turbulencija u buđenju. Ribe s ovim tjelesnim oblicima su među najbržim plivačima.

Primjer povratnog toka:

Osoba koja hoda kroz vodu povlači partnera prikočenog na površini vode iza njega zbog rezultirajućeg efekta usisavanja.

Propuljanje u vodi

Proračun u vodi može proći Promjena oblika tijela (kretanje peraja u ribama) ili pored Konstrukcije koje proizvode pogon (Propeler). U obje metode voda se pokreće i tako djeluje natrag na plutajuće tijelo. Uzajamna reakcija naziva se abutment.

Tri načela za kretanje u vodi detaljnije su objašnjena u nastavku.

1. Princip rada lopatice pod pritiskom:
Npr Patka stopala: Ovdje su noge patke pomaknute okomito na smjer kretanja (unatrag). Na leđima postoji negativan pritisak (mrtva voda), koji usporava plutajuće tijelo. Potrebno je puno energije i pogon je nizak.

2. Reflektivno načelo:

Npr Hobotnica: Lignje skupljaju vodu u svom tijelu i izbacuju je kroz uski kanal. To stvara pogon na tijelu

3. Princip izlijevanja:

Npr dupin: Iza svakog tijela u budnosti se pojavljuju rotirajuće mase vode. U većini slučajeva, međutim, ove rotirajuće vodene mase nisu poremećene i imaju kočni učinak. Kod dupina vodenu masu naručuje tjelesni val te stoga mogu biti korisni za pogon. Te naručene mase vode nazivaju se vrtlogom. U plivanju je, međutim, vrlo teško kretanjem tijela ispravno okretati vodene mase. U rasponu performansi, međutim, omogućava vrlo velike brzine plivanja.

Pojmovi pogona

Konvencionalni koncept pogona:

S konvencionalnim konceptom pogona, dijelovi karoserije koji se koriste za vožnju pomiču se ravno i u smjeru suprotnom od smjera plivanja (actio = reactio). Velike vodene mase pomiču se s povećanjem brzine, ali s malo pokretanja (veslači na paru).

Klasični pogon koncepta:

Pogon pomoću hidrodinamičke plovnosti (u usporedbi s brodskim propelerom).

Međutim, ovaj koncept pogona je kontroverzan jer propeler uvijek prima vodu s iste strane, a dlanovi ne prilikom plivanja. Osim toga, ovaj pogon radi samo nakon određene dužine trčanja, ali povlačenje ruke pri plivanju iznosi samo 0,6-0,8 m.

Koncept Vortex pogona: (trenutno se koristi model)

Rotirajuće se mase vode zbog stopala i ruku postaju sve važnije kao proizvođač uporišta posljednjih godina.

Vortex nastaje kada se mase vode kreću iz stajaće u područje usisavanja. Pokušava se smjestiti puno vode u mali prostor, u usporedbi s namotavanjem tepiha. Vortex se pojavljuje iza stopala kao oblik valjka, a iza ruku kao oblik pletenice.