В спорте, где одна сотая секунды может сыграть решающую роль, пловцы постоянно ищут способы повысить эффективность своего удара и улучшить время. Тем не менее, физическая сила сопротивления остается основным препятствием пловца. Существует множество форм сопротивления – трение, давление и волна – и пловцы должны постоянно сражаться со всеми тремя – с момента, когда они входят в воду, до последнего прикосновения к стене. Чтобы максимизировать усилия пловца, были проведены исследования для анализа и улучшения техники удара. Кроме того, появились инженерные технологии, представив новые достижения в дизайне купальников. Введение Для большинства людей несколько минут – это не много времени. Пару секунд? Trivial. И несколько сотых секунды? Забудь об этом. Но для пловца эта незначительная разница во времени может означать разницу между победой в гонке и получением второго места. Любые средства повышения эффективности и скорости пловца жизненно необходимы.
Тем не менее, это не такая простая задача, так как пловцы противостоят множеству сил природы, в основном, тянут. Пловцы в течение многих лет искали способы улучшить свой ход и сократить время, но теперь ученые присоединились к ним в их поисках. Благодаря интенсивным исследованиям, моделированию и передовым технологиям, спорт плавания был тщательно проанализирован, и методы пловцов улучшились. В действительности, точность в определенных аспектах ударов и новые усовершенствования в дизайне купальника были использованы для борьбы с препятствующими силами, с которыми сталкиваются пловцы. Физика может быть драконом Любой, кто пытался пробираться через воду, почувствовал сдерживающую силу сопротивления. Drag накладывает большие ограничения на пловцов, главная цель которых – как можно быстрее бегать по бассейну. К сожалению, вода более чем в 700 раз более плотная и в 55 раз более вязкая, чем воздух, а это означает, что вода обладает более высоким сопротивлением течению и ее труднее маневрировать через нее [1]. Эти качества воды способствуют тому, что пловцы должны постоянно сражаться – тянуть.
Перетаскивание состоит из общей сопротивляющей силы тела, противодействующей движению тела через некоторую среду (в данном случае, воду). Сила сопротивления зависит от многих факторов, включая плотность жидкости, скорость движущегося тела и площадь поверхности объекта. Перетаскивание чувствуют не только пловцы, но и велосипедисты, самолеты, автомобили и все другие движущиеся объекты. Однако в водной среде эти силы значительно усиливаются. Существует три основных типа сопротивления, испытываемого пловцом: трение, давление и волновое сопротивление.
Сопротивление трению происходит из-за постоянного столкновения и трения тела пловца о окружающие молекулы воды (рис. 1). Даже на низких скоростях эти взаимодействия служат для замедления пловца, предотвращая движение вперед. В то время как трение может вызвать ограничения сопротивления, также необходимо продвинуть пловца. До некоторой степени, когда пловец толкает воду, вода в свою очередь толкает пловца назад. Однако с увеличением тяги также увеличивается сопротивление трения. [Image = 640 file = ”ii7_142_swimming_fig1-350 × 148.jpg” place = ”center”] Рисунок 1: Развитие вымышленного перетаскивания [/ image] Когда пловец начинает расти скорость, давление сопротивления начинает вступать в игру, далее действует против пловца. Во время плавания на более высоких скоростях вода начинает накапливаться вокруг головы пловца. Следовательно, во фронтальной области наблюдается повышение давления, что создает разницу давлений между двумя концами тела пловца [2]. Эта разность давлений создает турбулентность – по-видимому, случайный, хаотический поток воды – за телом пловца, который ощущается как дополнительное сопротивление. На гоночных скоростях пловцу также мешает волновое сопротивление, которое возникает, когда объект пытается пройти сквозь поверхность жидкости. При прорезании поверхности воды на высоких скоростях давление вокруг пловца увеличивается из-за разницы в скоростях воды непосредственно вокруг его тела. Пловец, в свою очередь, создает волны, аналогичные образованию волн из-за корабля (рис. 2) [2]. Туссен / Инст. для фонда. и Клинический Mvmt Человека. Наука Рисунок 2. Формирование волн на корабле. Сопротивление волнам может быть проблематичным для пловцов, поскольку увеличение скорости приводит к увеличению длины волны и амплитуды (высоты) возникающих волн.
Поэтому, когда пловец набирает скорость, создается больше волн и сопротивления. На определенных скоростях длина волны равна длине тела пловца, создавая «карман» вокруг пловца. Попытка выплыть из этой борозды воды только увеличивает амплитуду волны; таким образом, пловец только копает дальше в корыто и тратит больше энергии. В результате, волновое сопротивление накладывает большие ограничения на скорости, которые пловцы могут эффективно достигать. Благодаря силам сопротивления, действующим на них, пловцы постоянно ищут способы уменьшить препятствующий эффект законов физики. Пловцы могут наилучшим образом контролировать величину сопротивления, уменьшая площадь лобового поперечного сечения, обращенную к их направлению движения, и рассматривая внешние поверхности открытой кожи и купальника. Фактически, используя определенные специализированные технологии, пловцы могут фактически использовать эти силы физики в своих интересах. Гонка против сил физики. Даже с самого начала гонки, сразу после стартовых блоков, пловцы могут успешно уменьшить свое сопротивление, оптимизируя подводный мир. Упорядочение требует, чтобы пловцы поддерживали прямое, плотное положение тела, ноги вместе и руки вытянуты с прилегающими руками и бицепсами прямо возле их ушей. Эта техника, используемая после погружений и поворотов, служит для уменьшения сопротивления, ограничивая фронтальную область тела, выставленную в направлении движения. Оставаясь под поверхностью воды, пловцы также могут избежать волнообразного торможения. Основная борьба с торможением начинается с первого удара рукой. Для простоты эта статья будет посвящена только фристайлу, хотя приложения можно найти в любом из четырех официальных штрихов плавания. Одним из основных компонентов эффективного плавания является тяга, создающая движение за счет ударов руками. Первоначально считалось, что сопротивление было на самом деле главной силой, помогающей тяге пловца. Если тянуть руку прямо через воду, сила сопротивления будет возникать в противоположном направлении этого движения.
Таким образом, используя 3-й закон Ньютона (для каждого действия есть равная и противоположная реакция), пловец отталкивает воду, и вода, следовательно, подталкивает пловца вперед. Однако этот метод вытягивания в конечном итоге оказался неэффективным и менее энергоэффективным. Фактически сила сопротивления служит для того, чтобы не только помогать пловцу, но и мешать ему, создавая турбулентность, поскольку высокое давление создается за ладонью человека. Кроме того, пловец тратит лишнюю энергию, толкая воду назад, придавая ей кинетическую энергию, которую можно было бы использовать более эффективно. Toussaint / Inst. для фонда. и Клинический Mvmt Человека.
Науки Рисунок 3: Действие скатлинга. Более эффективное вытягивание использует наклонную руку в скребковом (S-образном) движении, используя концепцию подъема (Рис. 3). Сила подъема, которую испытывают пловцы, сравнима с подъемной силой, которую испытывает крыло самолета, но в случае пловца именно рука и рука создают движение вперед, используемое для приведения в движение. Из-за уникальной кривизны и угла руки вода, протекающая около руки, должна проходить быстрее по задней части руки, чем в области ладони. Следовательно, вблизи ладони возникает большее давление, в результате чего возникает ценная подъемная сила, используемая для продвижения пловца вперед. Кроме того, S-образное тяговое усилие позволяет увеличить общую длину пути, давая больше времени приложению усилий, помогающих пловцу [3] .Toussaint / Inst. для фонда. и Клинический Mvmt Человека. Наука Рисунок 4: Подъемная сила. Другие аспекты тяги пловца могут также помочь уменьшить противодействующие силы сопротивления (рис. 4). Вытягивая руки с каждым ударом, пловцы могут увеличить длину своего тела. В результате они сталкиваются с уменьшенным волновым сопротивлением и с меньшей вероятностью оказываются пойманными в самодельном желобе. Скользя между каждым ходом руки, можно также уменьшить образование волн, уменьшив количество давления, накапливающегося вблизи головки.
Еще одним важным компонентом вольного стиля является удар, когда мышцы подколенного сухожилия пловца и четырехглавые мышцы помогают поддерживать равновесие и необходимое горизонтальное положение в воде. Держа ноги на одном уровне с остальной частью тела, пловцы могут еще больше уменьшить лобную область и результирующее сопротивление. Кроме того, удар от флаттера также способствует движению пловца вперед, хотя эффект подъема не так велик, как у тяги. Наконец, положение тела играет главную роль в попытке пловца минимизировать силы сопротивления. Несмотря на то, что обтекаемый профиль важен, крен тела может уменьшить влияние волновых помех. Рулон тела требует, чтобы пловцы вращали свое тело во время плавания, частично поворачиваясь в сторону, когда они тянут, вместо того, чтобы поддерживать плоскую позицию тела при вращении рук. При правильной степени крена тела эффективный пловец может создавать волны с меньшими амплитудами и, следовательно, уменьшать сопротивление.
Накатывание плеч также помогает уменьшить сопротивление трения, сводя к минимуму открытую лобовую область. Изучая такие приемы, можно понять, почему спортсмены не должны быть чрезмерно громоздкими или мускулистыми, чтобы быть сильными и быстрыми пловцами. Инженерные пиковые характеристики Наряду с совершенством техники удара, пловцы долго пытались уменьшить сопротивление, изменяя свой внешний вид – носить кепки, спортивные облегающие купальники и участвовать в ритуале «бритья» (бритье всего тела). Основная цель этих действий – уменьшить сопротивление трения пловца. Молекулы воды, находящиеся ближе всего к телу, испытывают высокие уровни трения, особенно вблизи контуров тела пловца. Наступает момент, когда вода, находящаяся дальше от тела, начинает двигаться намного быстрее, и молекулы воды, прилегающие к телу, остаются неподвижными.
Область, расположенная непосредственно за этим местом, будет испытывать обратный поток воды, сдерживая пловца [4]. Это увеличение сопротивления трения приводит к увеличению перепада давления вокруг тела пловца, поэтому усиление сопротивления давлению также усиливается. Недавно разработанные конструкции купальных костюмов помогают бороться с этими тормозящими силами. Основное улучшение направлено на снижение трения из-за притока воды к телу пловца. Костюм Speedo Fastskin предназначен для имитации гидродинамической эффективности кожи акулы. V-образные выступы вдоль купальника предназначены для более эффективного направления потока воды по телу пловца. Эти гребни расположены перед областями, где, как известно, возникает обратный поток. Форма V создает турбулентность, которая смешивает более медленно движущиеся частицы с более быстрыми молекулами воды. Эта турбулентность уменьшает перепад давления между отдельными слоями потока воды [4], и, следовательно, уменьшает сопротивление давлению. Многие другие разработки были также сделаны в купальных костюмах, чтобы повысить эффективность пловцов. Например, «Полный корпус» от Adidas Equipment разработан с удобными швами и сжимающей тканью, с надеждой уменьшить мышечную усталость.
Arena также разработала костюм Powerskin с использованием гидрофобного (водоотталкивающего) материала. Таким образом, поглощается меньше воды, в результате чего получается более легкий купальник [5]. Как видно из этих различных купальников, сотрудничество в легкой атлетике и инженерном деле только начинается. Заключение: И гонка продолжается. Постоянные исследования и разработки, вложенные в плавание, и неиссякаемая сила сопротивления, навсегда изводящая этих спортсменов, заставляют искать быстрее и быстрее. Более эффективные средства плавания будут продолжаться.
Некоторые утверждают, однако, что спорт стал слишком полагаться на технологии и внешние модификации, поскольку новые дизайны купальников помогают только тем, кто может позволить себе эти дорогие костюмы. Где можно провести черту и насколько это отличается от того, чтобы позволить пловцам плавать плавниками? Несмотря на эти возражения, в плавании будет достигнут дальнейший прогресс, поскольку пловцы стремятся улучшить как себя, так и развитие своего спорта.
В западной культуре запрещается закрывать голову с ног до головы, исключая лицо, в середине летней жары, но это реальность, с которой мусульманские женщины хорошо знакомы
Анализ «Женского бассейна» В «Женском плавательном бассейне» Ханан аль-Шейк нарисована картина о путешествии девушки в Бейрут из ее сельского города 1982 года. Политические и социальные
Лучшие золотые медалисты всех времен по плаванию заслужили свои выдающиеся имена и золотые медали благодаря усердию и преданности делу. Они оставили неизгладимые впечатления в мире