Sports-Og-Fitness

Fysiske love i svømning

definition

Med fysikkens love gøres der forsøg på at forbedre og optimere de individuelle svømmestiler yderligere. Disse inkluderer statisk opdrift, hydrodynamisk opdrift og de forskellige måder at bevæge sig i vand på. Det gør brug af biomekaniske principper og fysik.

statisk opdrift

Næsten alle formår at flyde på vandoverfladen uden opdriftshjælp. Dette tilsyneladende vægttab skyldes den statiske opdrift.

For eksempel, hvis et legeme nedsænkes i vand, fortrænger det en bestemt mængde vand. En opdriftskraft (statisk opdrift) virker på denne krop.

Den statiske opdrift svarer til den vægt, som kroppen fortrænger med hensyn til vandmasse
Den statiske opdrift er modsat vægtkraften. (opad)

F.eks. I vandet er det muligt at få en hukket svømmer let op af en markant svagere person. Hvis du løfter en del af kroppen ud af vandet, falder den statiske opdrift, og løftet bliver vanskeligere.

Dyp inhalation øger lungevolumenet og dermed øges hele kropsvolumen og den statiske opdrift.

For eksempel udånder en svømmende svømmer og synker ned i bunden.

Den specifikke vægt (kroppens densitet) er afgørende for kroppens opdrift i vand. Jo større densitet kroppen er, jo mere synker kroppen i vandet. Atleter med tunge knogler og mange muskler har en større tæthed og synker markant mere og har således ulemper ved svømning. Sammenlignet med mænd har kvinder mere subkutant fedtvæv og har således større statisk opdrift og en bedre position i vandet.

statisk opdrift og vandposition

Placeringen i vandet er afgørende for lang og hurtig svømning. 2 fysiske angrebspunkter er vigtige for den korrekte vandsituation. På den ene side kroppens tyngdepunkt (KSP) og lydstyrkecentret (VMP). Den menneskelige KSP er placeret omtrent på navlen og er anvendelsesstedet for den nedadgående vægt. VMP er anvendelsesstedet for den statiske opdrift, og på grund af det voluminøse bryst er det omtrent i brysthøjden. I vandet skifter KSP og VMP over hinanden. Eksempel: En kuboid (halv styrofoam, halvt jern) ligger ikke på overfladen af vandet, men metalhalvdelen synker, og kuboiden er lodret med styrofoamsiden opad.

Ligesom cuboid fungerer dette princip med den menneskelige krop. KSP og VMP nærmer sig hinanden, og som et resultat synker benene, og kroppen er i stigende grad lodret i vandet.

Vigtig! Ben hængende for dybt i vandet genererer ikke fremdrift og øger vandmodstanden, dvs. benene til overfladen.

For at undgå, at benene sænkes, anbefales det at arbejde med membran / abdominal vejrtrækning i stedet for vejrtrækning, når man svømmer, så VMP holdes så tæt som muligt på KSP, og på den anden side at holde dit hoved i vandet og strække armene langt frem. Dette resulterer i en forskydning af KSP-hovedet mod VMP.

Lover for kroppe, der glider i vand

En krop, der bevæger sig i vand, skaber forskellige komplicerede effekter, der skal forklares for at forstå svømning.

Krafter, der opstår i vandet, er opdelt i bremsning og kørsel.

Den samlede modstand, som den menneskelige krop modvirker i vand, består af tre former:

Friktionsmodstanden skyldes det faktum, at individuelle vandpartikler trækkes langs en bestemt afstand på svømmerens hud (Afgrænsning af strømning af lag). Denne såkaldte statiske friktion aftager med stigende afstand fra svømmeren. Denne friktionsmodstand er afhængig af overfladestrukturen, hvorfor folk i de senere år i stigende grad har brugt svømmetøj med lav friktion i svømning.

Den vigtigste modstand mod svømning er formmodstand. Her bevæges vandpartikler mod bevægelsesretningen / svømning og har en bremseeffekt på svømmeren. Formmodstanden afhænger af kropsformen og vandturbulensen i kølvandet. Se kropsformer og flow.

Den sidste modstand når man svømmer er en såkaldt bølgemodstand. Enkelt sagt betyder dette, at ved svømning og svæveflyvning skal vand løftes mod tyngdekraften. Bølger opstår. Denne modstand afhænger af vanddybden, som flere og flere svømmere drager fordel af og udfører glidefaserne i meget dybere vand.

Hydrodynamisk lift

Den hydrodynamiske lift kan ses tydeligt fra et fly. Arten af et flys vinge er udformet således, at luften, der strømmer omkring det, dækker afstande i forskellige længder på siderne af vingen. Da luftpartiklerne igen samles bagved vingen, skal strømmen omkring vingen være i forskellige hastigheder. Nemlig: hurtigere øverst og langsommere i bunden. Dette skaber dynamisk tryk under vingen og sugetryk over vingen. Så episoden løber af flyet.

Det samme sker med svømmeren i vandet, men ikke så perfekt.

Denne lift er illustreret ved følgende eksempel. Hvis du ligger fladt i vand, synker dine ben relativt hurtigt.Men hvis du konstant trækkes gennem vand af en partner, får den hydrodynamiske opdrift dine ben til at blive holdt på vandets overflade.

Handlingsretningen i svømning er opdelt som følger:

modstand: Mod svømmeretningen

Hydrodynamisk lift: Vinkelret på svømningsretningen

Drev: I svømningsretning

Kropsformer og flow

Ikke det forreste område af en krop, som tidligere antaget, men forholdet mellem frontalområdet og kropslængden spiller den vigtigste rolle i modstanden i vand.

Dette kan illustreres ved følgende eksempel.

Hvis du trækker en plade og en cylinder med det samme ansigt gennem vandet, er vandmodstanden foran kroppen den samme, men turbulensen i kølvandet er markant anderledes.

Udtrykket pandemodstand er derfor ikke helt korrekt, da turbulensen i kølvandet bremser kroppen kraftigere.

I henhold til de seneste fund har pingvinenes spindelformede strukturer den mindste turbulens i kølvandet. Fisk med disse kropsformer er blandt de hurtigste svømmere.

Et eksempel på tilbagestrømning:

En person, der går gennem vandet, trækker en partner, der er krænket på overfladen af vandet bag sig på grund af den resulterende sugeeffekt.

Fremdrift i vandet

Fremdrift i vandet kan komme igennem Formændring af kroppen (finnebevægelse i fisk) eller ved Konstruktioner, der genererer fremdrift (Propel). I begge metoder sættes vand i bevægelse og virker således tilbage på det flydende legeme. Den gensidige reaktion kaldes et anlæg.

De tre principper for bevægelse i vand er forklaret mere detaljeret nedenfor.

1. Trykpladeprincippet:
For eksempel. Andefødder: Her bevæger ændernes fødder vinkelret på bevægelsesretningen (bagud). På bagsiden er der et negativt tryk (død vand), der bremser det flydende legeme ned. Der kræves meget energi, og fremdrivningen er lav.

2. Reflekterende princip:

For eksempel. Blæksprutte: Blæksprutteren opsamler vand i kroppen og udviser det gennem en smal kanal. Dette skaber et drev på kroppen

3. Undulation-princip:

For eksempel. delfin: Bag hver krop forekommer roterende masser af vand i kølvandet. I de fleste tilfælde er disse roterende vandmasser imidlertid forstyrrede og har en bremseeffekt. Med delfiner ordnes vandmasserne af en kropsbølge og kan derfor være nyttige til fremdrift. Disse ordnede masser af vand kaldes virvel. I svømning er det imidlertid meget vanskeligt at indstille vandmasserne i en ordnet rotation ved at bevæge kroppen. I præstationsområdet muliggør det imidlertid meget høje svømmehastigheder.

Drev koncepter

Konventionelt drevkoncept:

Med det konventionelle drevkoncept bevæges de kropsdele, der bruges til at køre, i en lige linje og i modsat retning af svømmeretningen (actio = reactio). Store vandmasser bevæges med stigende hastighed, men med lidt fremdrift (paddeldampere).

Klassisk drevkoncept:

Fremdrift ved hjælp af hydrodynamisk opdrift (sammenlignet med et skibs propell).

Dette drivkoncept er imidlertid kontroversielt, fordi propellen altid modtager vand fra den samme side, og håndfladerne ikke når de svømmer. Derudover fungerer dette drev kun efter en bestemt kørelængde, men armtrækket, når man svømmer, er kun 0,6-0,8 m.

Vortex drevkoncept: (aktuelt brugt model)

De roterende masser af vand i kølvandet på fødder og hænder er blevet mere og mere vigtige som anlægsproducent i de senere år.

En hvirvel oprettes, når masser af vand bevæger sig fra stagnationen til sugeområdet. Der gøres et forsøg på at rumme en masse vand i et lille rum sammenlignet med at rulle op på et tæppe. Virvelen vises bag fødderne som en rulleform og bag hænderne som en fleteform.