Sport-És Fitness

Az úszás fizikai törvényei

meghatározás

A fizikai törvényekkel megkísérlik tovább javítani és optimalizálni az egyes úszási stílusokat. Ide tartoznak a statikus úszóképesség, a hidrodinamikai úszóképesség és a vízben történő mozgatás különféle módjai. Használja a biomechanikai elveket és a fizikát.

statikus úszóképesség

Szinte mindenkinek sikerül úszóképesség nélkül úsznia a víz felszínén. Ez a látszólagos fogyás a statikus úszóképességnek tudható be.

Például, ha egy test vízbe merül, akkor bizonyos mennyiségű vizet kiszorít. A felhajtóerő (statikus úszóképesség) hat erre a testre.

A statikus úszóképesség annak a súlynak felel meg, amelyet a test elmozdít a víz tömege alapján
A statikus úszóképesség ellentétes a súlyerővel. (felfelé)

Például a vízben lehetséges, hogy egy görcsös úszót egy jelentősen gyengébb személy könnyen emeli. Ha felemeli a test egy részét a vízből, akkor a statikus úszóképesség csökken, és az emelés nehezebbé válik.

A mély belégzés növeli a tüdő térfogatát, ezáltal növekszik a teljes test térfogata és a statikus úszóképesség.

Például egy úszó úszó kilégzi és mélyen süllyed.

A test fajsúlya (a test sűrűsége) döntő jelentőségű a test vízben való úszóképességének szempontjából. Minél nagyobb a test sűrűsége, annál inkább süllyed a test a vízbe. A nehéz csontokkal és sok izommal rendelkező sportolók nagyobb sűrűséggel rendelkeznek, és lényegesen jobban süllyednek, és így úszásuk hátrányai vannak. A férfiakhoz képest a nőknek több a bőr alatti zsírszövetük, így nagyobb statikus úszóképességük és jobb helyzetük van a vízben.

statikus úszóképesség és vízhelyzet

A vízben való elhelyezkedés döntő a hosszú és gyors úszáshoz. 2 fizikai támadási pont fontos a helyes vízhelyzethez. Egyrészt a test súlypontja (KSP) és a térfogat központja (VMP). Az emberi KSP körülbelül a köldök magasságában helyezkedik el, és ez a lefelé irányuló súlyerő alkalmazásának pontja. A VMP a statikus úszóképesség alkalmazásának pontja, és a terjedelmes mellkas miatt megközelítőleg a mellkas magasságában van. A vízben a KSP és a VMP eltolódnak. Példa: Egy kocka alakú (fele polisztirolvagy, félig vas) nem fekszik a víz felszínén, hanem a fém félig süllyed, és a kocka alakú függőleges, a vajjal felfelé.

A négyszöghez hasonlóan ez az elv működik az emberi testtel is. A KSP és a VMP megközelítik egymást, ennek eredményeként a lábak elsüllyednek, és a test egyre függőlegesbb a vízben.

Fontos! A túlságosan mélyen a vízben lógó lábak nem generálnak meghajtást és növelik a vízállóságot, azaz a lábak a felülethez viszonyítva.

A lábak leengedésének elkerülése érdekében ajánlatos diafragma / hasi légzéssel dolgozni, a mellkas légzése helyett úszás közben, hogy a VMP-t a KSP-hez a lehető legközelebb tartsák, másrészt tartsák fejét a vízben, és karjait előrehajlítva. Ennek eredményeként a KSP feje elmozdul a VMP felé.

A vízben csúszó testekre vonatkozó törvények

A vízben mozgó test különféle bonyolult hatásokat vált ki, amelyeket meg kell magyarázni az úszás megértése érdekében.

A vízben keletkező erőket fékezésre és vezetésre osztják.

Az emberi test által a vízben fellépő teljes ellenállás három formából áll:

A súrlódási ellenállás abból fakad, hogy az egyes vízrészecskék egy bizonyos távolságon húzódnak az úszó bőrén (Határréteg-áramlás). Ez az úgynevezett statikus súrlódás az újtól való távolság növekedésével csökken. Ez a súrlódási ellenállás a felületi struktúrától függ, ezért az utóbbi években az emberek egyre inkább alacsony súrlódású fürdőruhát használtak az úszáshoz.

Az úszás legfontosabb ellenállása a forma ellenállás. Itt a víz részecskéit a mozgás / úszás iránya szerint mozgatják, és fékező hatással vannak az úszóra. Az alak-ellenállás a test alakjától és az ébredés során fellépő víz turbulenciájától függ. Lásd a test alakját és az áramlást.

Az úszás során az utolsó ellenállás ún. Hullám-ellenállás. Egyszerűen fogalmazva, ez azt jelenti, hogy úszással és siklással a vizet a gravitáció ellen kell emelni. Hullámok merülnek fel. Ez az ellenállás a víz mélységétől függ, amelyet egyre több úszó kihasznál és csúszó fázist hajt végre sokkal mélyebb vízben.

Hidrodinamikai emelés

A hidrodinamikai emelés jól látható a repülőgép szárnyáról. A repülőgép szárnyának jellege úgy van kialakítva, hogy a körülötte áramló levegő különböző hosszúságú távolságokat fed le a szárny oldalán. Mivel a levegő részecskék újra összejönnek a szárny mögött, a szárny körül történő áramlásnak különböző sebességgel kell lennie. Nevezetesen: gyorsabban felül és lassabban alul. Ez dinamikus nyomást hoz létre a szárny alatt és szívónyomást a szárny felett. Tehát az epizód felszáll a repülőgépre.

Ugyanez történik a vízben úszóval, de nem annyira tökéletesen.

Ezt a felvonót a következő példa szemlélteti. Ha vízben fekszik, a lábad viszonylag gyorsan elsüllyednek.Ha azonban egy partner folyamatosan áthidalja a vizet, a hidrodinamikai úszó miatt a lábad a víz felszínén maradnak.

Az úszás iránya a következőképpen oszlik meg:

ellenállás: Az úszási irány ellen

Hidrodinamikai emelés: Merőleges az úszási irányra

Hajtás: Úszás irányában

Test alakjai és áramlása

Nem a test elülső területe, ahogyan azt korábban feltételeztük, hanem a frontális területnek a testhosszhoz viszonyított aránya játszik a legfontosabb szerepet a víz ellenállásában.

Ezt a következő példa szemlélteti.

Ha egy lemezt és egy hengert húzunk át az azonos felülettel a vízen keresztül, akkor a test előtti vízállóság azonos, de a turbulencia jelentősen különbözik.

A homlok ellenállása tehát nem teljesen helyes, mivel az ébredés turbulenciája erősebben lelassítja a testet.

A legfrissebb eredmények szerint a pingvinek orsó alakú struktúrái a legkevésbé turbulensek a nyomán. Az ilyen test alakú halak a leggyorsabban úszók.

Példa az visszaáramlásra:

A vízen sétáló személy a mögötte lévő víz felületén goromba partnerét húzza a kapott szívóhatás miatt.

Meghajtás a vízben

A meghajtás a vízben átjuthat Alakváltozás a test (ujjmozgás a halakban) vagy a Meghajtást generáló konstrukciók (Propeller). Mindkét módszernél a víz mozgásba kerül, és így visszahat az úszó testre. A kölcsönös reakciót ütésnek nevezzük.

A vízben történő mozgás három alapelvet az alábbiakban részletesebben ismertetjük.

1. Nyomáslapát elve:
Például. Kacsa lába: Itt a kacsa lába merőlegesen mozog a mozgás irányához (hátra). Hátul van negatív nyomás (holt víz), amely lelassítja az úszó testet. Nagyon sok energiára van szükség, és a meghajtás alacsony.

2. Fényvisszaverő elv:

Például. Polip: A tintahal összegyűjti a vizet a testében és egy keskeny csatornán keresztül kiszorítja azt. Ez meghajtót teremt a testen

3. Szentelés elve:

Például. delfin: Minden test mögött forgó víztömeg fordul elő nyomán. A legtöbb esetben azonban ezek a forgó víztömegek rendezetlenek és fékező hatásuk van. A delfinekkel a víztömegeket testhullám rendezi, ezért hasznosak lehetnek meghajtásukban. Ezeket a rendezett víztömegeket örvénynek nevezzük. Az úszás során azonban nagyon nehéz a testtömeg mozgatásával beállítani a víztömegeket szabályos forgatással. A teljesítménytartományban azonban nagyon magas úszási sebességet tesz lehetővé.

Meghajtó fogalmak

Hagyományos hajtás koncepció:

A hagyományos hajtási koncepcióval a vezetéshez használt karosszériaelemeket egyenes vonalban és az úszás irányával ellentétes irányban mozgatják (actio = reatio). A nagy víztömegeket növekvő sebességgel mozgatják, de kevés hajtóerővel (lapátgőzök).

Klasszikus hajtás koncepció:

Meghajtás hidrodinamikai úszó révén (összehasonlítva a hajó hajócsavarjával).

Ez a hajtási koncepció azonban ellentmondásos, mivel a légcsavar mindig ugyanabból az oldalból vizet kap, és a tenyér nem úszik. Ezenkívül ez a hajtás csak egy bizonyos futási hossz után működik, de a kar húzása úszáskor csak 0,6-0,8 m.

Vortex meghajtó koncepció: (jelenleg használt modell)

A láb és a kéz nyomán forgó vízmennyiségek az utóbbi években egyre jelentősebb szerepet játszanak, mint egy ütközés előállítója.

Vortex jön létre, amikor a víz tömege mozog a stagnálásból a szívó területre. Megkísérelnek sok vizet elférni egy kis helyre, összehasonlítva a szőnyeg feltekercselésével. Az örvény a lábak mögött görgő alakban, a kezek mögött pedig zsinór alakban jelenik meg.