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游泳技术的力学原理
来源:办公室4    发布时间:2012-08-01 07:54:45     发布部门:办公室4     点击率:1132次

     游泳技术的力学原理 影响人体游进的因素 (转省冬泳委陈主任之文章)

 我们大家知道,没有正确理论指导的实践往往是有较大的盲目性,容易走弯路,也常常是事倍功半。所以我们要重视游泳理论知识的学习,用正确的理论来指导我们的游泳实践,提高效率,少走弯路。  
   游泳的时候,我们同时受到了阻力和推进力这两种力的影响。 
水环境的阻力与物体表面的阻力与游泳技术影响不大 。面对游泳的速度有一定的影响。所以,有些运动员在大赛前把身上的毛剃光,藉此来减小磨擦阻力。随着科学的发展,做泳衣的面料更加先进,出现了防海豚皮的面料,更加轻柔高弹,更加光滑。




图中带箭头的实线,表示迎面阻力,是与S成正比,投影截面越大迎面阻力就越大。(图二)因此,游泳时,身体越是成水平姿势,投影截面就越小,阻力就越小。反之,迎面阻力就越大。另外,在做有效划水的准备动作时,也尽可能缩小投影截面。例如蛙泳收腿时,大腿不要收得过多,小腿要跟在大腿投影后面,向前伸臂时,以手指领先等,都可以减小投影截面。从而减小了迎面阻力。

(图一)中的浪花表示形状(漩涡)阻力。形状阻力最小的是流线型体,如果流线型体的阻力系数为1,那么截面相等,速度相同的其他形状物体的阻力要大许多,甚至30-100倍。

图三)这是因为,物体前面的形状越不好,(非流线型),压力就越大,物体后面的形状越不好,漩涡就越多,压力就越小,物体前后的压力差越大,所受的形状阻力(也称漩涡阻力)越大。因此,在游泳时保持身体的流线型是非常重要的。在出发和转身后的滑行中,身体要保持平直和一定的紧张度,做好流线型,以减少漩涡阻力(可图示)。蛙泳应先伸臂再蹬腿,让手臂接近伸直,做好流线型再蹬腿,不要屈臂在胸前或伸臂同时蹬腿。另外,蹬完腿应拼拢伸直,不要弯曲分腿。爬泳、蝶泳、仰泳打腿时要伸直脚面,勾着脚都会在身后出现大面积的漩涡。另外身体的侧向摆动,蛇形游进, 

(图四)或向左右两侧打腿,也都会增加体侧后方的漩涡。因而增加了形状阻力。



水的简化阻力公式 
阻力F是与S:物体的投影截面成正比;与V2:物体运动速度的平方成正比;与C:物体形状和表面的阻力系数成正比;与Re:水环境的阻力系数成正比。
其中Re(水环境的阻力系数)与物体表面的阻力与游泳技术影响不大 。面对游泳的速度有一定的影响.
从公式我们知道,游泳时的阻力,与速度的平方成正比,速度增加两倍,阻力就会增加四倍,在游泳中提高速度心须克服成倍增加的阻力。
同时也告诉我们,在向前做有效划水的准备动作时,不要过猛过快,如蛙泳向前伸臂,和收腿时,不能过猛过快,在爬泳、蝶泳、仰泳打腿时,不要主动向前弯曲小腿来打水。
   爬泳和仰泳中,当一臂结束划水前或正结束划水时,另一臂即开始划水,使前进速度比较均匀。而蝶泳则不然,两臂同时划水,不同时向前移臂,有时快时慢的情况,要费很大的力量去克服惯性。这就是爬泳、仰泳要比蝶泳游得快些和省力的原因之一。
   推进力是身体在水中前进的动力,怎样在游泳获得较大的推进力呢?



根据牛顿第三运动是定律,作用力和反作用力的大小相等,方向相反。我们在向后作有效划臂、蹬(打) 腿时,要尽量加大投影截面,和加快速度,这样能获得更大的反作用力,即向前推进力。例如蛙泳在向后蹬水的面积(而不是用脚底去蹬水)。而且蛙泳蹬腿,爬、仰、蝶泳打腿,都是用大腿带小腿做鞭打的动作,一方面力臂长,费力大而划水的效果差(图五)。
   这是因为直臂划水,会产生与前进方向不一致的分力,这个力不是推动前进,在爬泳,蝶泳中,造成身体上下起伏,而在仰泳中产生左右摆动。而高肘屈臂划水,使手掌和前臂形成最有效的划水面和合理的划水方向,并加长了有效的划水路线,从而取 得最大的推动力。    这 是因为水是流支斩液体,是可以移动的支撑物,划水时,水对手产生反作用力的同 时也随手向后流动,手再沿着直线划这股还在向后流动的水时,就如逆水游泳一样,效果就越差。  而曲线划水,就同民间摇橹船的橹一样,曲线划水,可以不停地对着相对静止的新水给以作用,而得到支撑反作用力。可见,曲线划水虽然会有分力,但比起划空,推进力还是要大得多。 
  从作用力和反作用力大小相等,方向相反这一定律看,游泳时,应直线向后划水,但事实在实际中几乎找不到一个完全直来直去划水的优秀运动员。各种泳势的划水路线都是曲线的。

发布:办公室4  陈尚国     审核:办公室1  孙先敏

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