Что такое динамическое плавание? Сопротивление воды
Жидкость текуча, подвижна, однако перемещение частиц жидкости требует затраты энергии. Происходит это потому, что каждая частица имеет определенную массу и при перемещении частиц возникает трение между ними. Поэтому когда тело, перемещающееся в жидкости, сдвигает с места одну частицу, то она, смещаясь, нарушает покой других частиц жидкости. На это расходуется определенное количество энергии движущегося тела, его продвижение замедляется.
Чем больше плотность жидкости и вязкость ее, т. е. чем больше масса частиц одинакового объема и чем больше сила трения внутри жидкости, тем больше сопротивление жидкости движущемуся в ней телу.
При прочих равных условиях морская вода оказывает несколько большее сопротивление, чем пресная. При изучении закономерностей сопротивления воды с целью анализа техники плавания плотность и вязкость ее принимают как постоянные величины, так как изменения их в пределах температурных условий, характерных для плавания (от 15 до 30° С), незначительны и существенного влияния на технику плавания не оказывают. При значительном изменении состава воды (большое количество растворенных в ней солей) изменения плотности и вязкости учитываются.
Приняв условно плотность и вязкость воды как постоянную, неизменяющуюся составляющую формулы сопротивления, можно обнаружить, что сопротивление изменяется в зависимости от мидельного (лобового) сечения, от скорости продвижения тела и от его формы.
Общая формула сопротивления воды будет иметь такой вид: F=KS(v2/2)c,
где: F — величина сопротивления воды; К — характеристика вязкости и плотности жидкости (величина более или менее постоянная); S — мидельное сечение тела; v — скорость его движения; с — коэффициент обтекаемости, зависящий от формы тела.
Сопротивление воды, как видно из формулы на стр. 64, изменяется приблизительно пропорционально квадрату изменения скорости движения. Если скорость увеличилась вдвое, сопротивление возрастает в четыре раза. При увеличении скорости в три раза сопротивление возрастает в девять раз.
Эта зависимость сопротивления воды от скорости продвижения пловца дает основание прийти к следующим практическим выводам:
1. С точки зрения наиболее рационального использования энергии дистанцию следует проплывать равномерно, преодолевая за каждый промежуток времени одно и то же расстояние. В этом можно убедиться, сделав такой несложный расчет.
Допустим, что пловец плывет равномерно 100 м за 1 мин. 40 сек., т. е. со скоростью 1 м в 1 сек. На преодоление каждого метра он тратит определенное количество энергии, обозначенное буквой Т. Тогда общая затрата энергии будет равна Т X 100 = 100 Т. Допустим тейерь, что пловец преодолевает те же 100 м за то же время 1 мин. 40 сек., но плывет неравномерно. Первые 49 м он проплывает за 70 сек. (со скоростью 0,7 м/сек), а следующие 51 м за 30 сек. (со скоростью 1,7 м/сек). При этом затрата энергии будет равна (0,7)2-49 + Т(1,7)251 = 24,01Т + 147,39Т - 171,4 Т.
Таким образом, надо стремиться к тому, чтобы все отрезки дистанции проплывать с равной скоростью и чтобы скорость продвижения внутри каждого цикла движений в любом из способов плавания приближалась к равномерной.
Полностью выполнить эти требования невозможно. Относительно равномерная скорость наблюдается главным образом у пловцов йа длинные дистанции. У спринтеров вначале отмечается несколько большая скорость, чем во второй половине дистанции. График преодоления каждого отрезка дистанции определяется не только в соответствии с законами механики, но и в соответствии с закономерностями физиологических функций, тактическими замыслами и индивидуальными особенностями пловца.
Еще труднее обеспечить внутрицикловую равномерность продвижения. Анатомическое строение тела таково, что нельзя обеспечить непрерывные равномерные тяговые усилия, однако при правильном сочетании рабочих и подготовительных движений можно свести к минимуму изменения скорости внутри цикла. При этом большое значение имеет использование инерции движения конечностями. Когда, например, рука начинает движение вперед, то продвижение остальных частей тела замедляется. Когда к концу подготовительного движения замедляется и останавливается движение руки вперед (по отношению к телу), инерция ее движения передается телу, повышая скорость его продвижения.
Поэтому целесообразно так координировать движения, чтобы моменты возникновения инерции от движения вперед руками совпадали с моментом эффективного гребка ногами и наоборот (например, в брассе).
2. Рабочие движения в их наиболее эффективной части нужно проводить энергично, придавая гребущим поверхностям большую скорость по отношению к воде.
Подготовительные движения производятся медленнее, за исключением тех случаев, когда рука движется над водой. Оптимальная скорость подготовительных движений, выполняемых под водой, определяется путем практических проб. Слишком медленное выполнение их приведет к нарушению общего ритма и темпа. Слишком быстрое — к возрастанию сопротивления.
Как бы медленно ни выполнял пловец подготовительные движения, их скорость будет не ниже скорости продвижения тела вперед. Скорость подготовительных движений пловца под водой в определенной степени зависит и от того, в какой степени изменяется лобовая поверхность гребущей конечности. Чем больше она уменьшается по отношению к положению во время гребка, тем в большинстве случаев быстрее выполняется подготовительное движение. Так, например, продвижение рук вперед при плавании брассом производится с большей скоростью, чем подтягивание ног.