31.Силы сопротивления воды при движении тела пловца.

При движении тела в воде на него действуют силы гидродинамического сопротивления. Гидродинамическое сопротивление направлено в сторону, противоположную движению. Его разделяют на три составляющие — сопротивление трения, давления и волнообразования.

Сопротивление трения обусловлено тем, что жидкость, контактирующая с телом, прилипает к нему и движется с той же скоростью. Этот пограничный слой воды увлекает за собой следующий и т.д. Если эти слои встречают дно бассейна, сопротивление возрастает еще в большей степени, поэтому более быстрыми считаются глубокие бассейны. Снизить сопротивление трения можно за счет применения специальных гидрокостюмов. Вклад этой составляющей в полное гидродинамическое сопротивление составляет 1-3%.

Сопротивление давления обусловлено тем, что в передней части тела встречный поток воды тормозится и возникает область повышенного давления. С противоположной стороны тела вода ускоряется, возникают вихри, и давление понижается.

Величина сопротивления давления прямо пропорциональна площади наибольшего сечения тела (миделя) и зависит от формы тела (рис. 2.2). На долю этого компонента приходится 70—80% полного гидродинамического сопротивления.

Рис. 2.2. Важнейшие параметры, влияющие на гидродинамическое сопротивление:

7 — площадь наибольшего сечения тела (мидель); 2 — форма (профиль продольного сечения) тела (отмечены зоны интенсивного образования вихрей)

Идеальную обтекаемость имеют тела каплевидной формы, близкую к идеалу — быстрейшие рыбы и морские животные. Тело человека имеет плохую обтекаемость, у него много мест локального вихреобразования — голова, шея, колени, пятки и т.п. На долю сопротивления давления приходится 80—90% полного гидродинамического сопротивления в позе скольжения и 70—85% при активном плавании.

Сопротивление волнообразования.

Когда пловец скользит по поверхности, уровень воды (штриховая линия) перед ним у линии головы и плеч повышается, а рядом с туловищем — понижается (рис. 2.3). Следующий гребень волны обычно располагается за тазом.

При движении под водой волны не образуются, и скорость передвижения выше, поэтому дистанцию, преодолеваемую под водой после старта и поворота, правила соревнований ограничивают отрезком 15 м. Доля волнообразования при скольжении составляет 10—15%, а при активном плавании — 15—25%. Вклад этого фактора увеличивается с ростом скорости плавания.

Полное гидродинамическое сопротивление при плавании пропорционально квадрату скорости движения, т.е. при увеличении скорости вдвое сопротивление увеличивается в 4 раза.

Факторы, влияющие на гидродинамическое сопротивление. На сопротивление тела существенно влияет площадь максимального поперечного сечения тела, окружность грудной клетки и головы; в меньшей степени — объем и масса тела. Длина тела большой роли не играет, при равном весе высокие пловцы имеют преимущество. Немаловажными факторами являются «чувство воды» и умение поддерживать обтекаемое положение тела. Наилучшая обтекаемость свойственна позе скольжения на груди: туловище вытянуто без прогиба в пояснице, ноги выпрямлены, носки оттянуты и соединены вместе, голова находится между рук (уши зажаты руками), затылок слегка выступает над руками.

Выполнение подготовительных и гребковых движений ухудшает обтекаемость. Так, например, подтягивание ног в брассе перед ударом ногами увеличивает сопротивление примерно на 40%.

32.Кинематические характеристики движений пловца (положение тела в пространстве; траектории точек тела пловца, длительность шага и темпа движений; внутрицикловая скорость поступательного движения пловца).

Основные направления движений пловца обозначим следую­щим образом: движение по направлению продвижения пловца—движением вперед; противоположное продвижение — движением назад; влево или вправо от линии продвижения — движением в сторону, по направлению силы тяжести — движением вниз; проти­воположное направлению силы тяжести — движением вверх.

Горизонтальное положение пловца в воде отличается от поло­жения тела человека при анатомическом его рассмотрении. По­этому некоторое отличие имеют и названия основных осей тела пловца и плоскостей его движений.

Оси тела: продольная — проходящая вдоль тела пловца спе­реди назад; поперечная — проходящая через тело пловца слева направо в области 5-го поясничного позвонка; вертикальная — проходящая через тело сверху вниз в области пупка. Можно через тело пловца провести дополнительно несколько поперечных и вер­тикальных осей.

Плоскости движений: горизонтальная — параллельная поверхности воды; сагиттальная (боковая) — вертикальная пло­скость, проходящая в направлении от головы к тазу пловца; фрон­тальная — вертикальная плоскость, проходящая в поперечном от­носительно пловца направлении.

В движениях пловца выделяют кинематические и динамические характеристики.

К кинематическим характеристикам относят пространственные, временные и пространственно-временные особенности движений.

Пространственные признаки движений вклю­чают: положение тела, траектории звеньев тела, шаг пловца.

Чтобы охарактеризовать положение тела, необходимо указать: ориентацию тела в пространстве (угол атаки), углы сгибания отдельных звеньев тела в различных суставах, взаимное расположе­ние звеньев тела (позу пловца).

Траектория — это воображаемый след движущейся точки в пространстве. На любую часть тела пловца можно нанести точку и проследить за ее движением во время плавания. В траектории

выделяют: кривизну (форму движения), длину, направле­ние и размах движения.

Траектории, зафиксирован­ные в неподвижной системе координат, называют абсолют­ными .

Наиболее полное представ­ление о траектории дает ана­лиз движения в трехмерной си­стеме координат или в трех основных плоскостях: фронталь­ной, боковой, горизонтальной.

Шаг пловца —это расстояние, на которое он продвинулся за один цикл движений. Для того чтобы вычислить длину шага, ну­жно сосчитать количество циклов движений на отрезке дистанции и разделить длину отрезка на это количество циклов.

К временным характеристикам относят длительность и темп движений.

Темп — количество циклов движений, выполненных за едини­цу времени. Это величина, обратная длительности движения. Чем больше длительность каждого цикла движений, тем меньше темп, и наоборот.

На практике удобно подсчитывать темп, определяя по секун­домеру время, за которое пловец выполнил пять полных циклов движений. Сравнение будет наглядным, если темп представить в пересчете на 1 мин. Для этого пользуются формулой:

Темп =n/t*60

где n — количество циклов, взятое при подсчете за основу (в на­шем примере — пять циклов), t — время в секундах.

К пространственно-временным характеристи­кам движений относят скорость и ускорение. Скорость тела пловца повышается во вре­мя рабочих и снижается во время подготовительных движений. Разница между минимальным и максималь­ным значениями внутрицикловой скорости при плава­нии кролем на груди и на спине достигает 0,5—0,8 м/сек, при плавании дельфи­ном — 1,0 м/сек, при плава­нии брассом — 1,5 м/сек (рис. 10). Значительные пе­репады внутрицикловой ско­рости нежелательны, так как приводят к росту сил торможения.

Скорость плавания, темп и длина шага взаимосвяза­ны. При одной и той же ско­рости плавания чем выше темп движений, тем меньше длина шага, и наоборот. Для каждого пловца суще­ствует оптимальное соотно­шение темпа и длины шага, при котором достигается наиболее высокая скорость плавания.

С временными характеристиками тесно связан ритм движений. Он определяется по соотношению длительности отдельных частей полного цикла движений. Ритм связан также с распределением усилий в цикле движений, с акцентированием отдельных фаз и моментов движений.

Динамические характеристики раскрывают внутренние меха­низмы и причины изменения движений пловца.

Силы, действующие на тело пловца, делятся на внутренние и внешние.

К внутренним силам относят: активные силы мышечной тяги, упругие силы мышечного растяжения, реактивные (отражен­ные) силы.

Внешними относительно тела пловца силами яв­ляются: сила тяжести тела, гидростатическая выталкивающая сила, сила динамического действия воды на тело пловца и на его рабочие звенья (гидродинамическое сопротивление движению те­ла, сила тяги, подъемная сила).

Силы, способствующие продвижению пловца вперед, называют движущими силами. Направление их действия совпадает с направлением движения тела пловца вперед. Другие силы оказы­вают сопротивление продвижению вперед и называются силами торможения.

Тело пловца является самодвижущейся системой. Внутренним источником движений служат активные силы мышечной тяги. Каждое звено тела движется под действием приложенных к нему сил. Эти силы нельзя заменить равнодействующей. Необходим тщательный анализ всех сил и механизма их передачи от звена к звену, чтобы оценить роль этих сил в движении пловца.