ЧАСТЬ 1 Техника спортивного плавания

СИЛЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ПРОДВИЖЕНИЕ ПЛОВЦА

Вопрос о том, какой закон лежит в основе продвижения человека в воде, до сегодняшнего дня не ре­шен и является довольно спорным. Многие полагают, что теорема

Бернулли, согласно которой прод­вижение обеспечивает создающая подъемную силу разница давлений на тыльную часть руки и ладонь. Эта разница в сочетании с давле­нием, действующим на руку, соз­дает результирующую равнодей­ствующую силу, продвигающую пловца, иначе говоря, силу тяги. Утверждению данной точки зре­ния во многом способствовали ис­следования Брауна и Каунсилмена (1971), которыми был сделан вы­вод, что гребок выполняется не строго назад, а и по диагонали. Не меньше, однако, оснований утвер­ждать, что в основе продвижения пловца лежит третий закон Ньюто­на: действию всегда соответствует равное и противоположно направ­ленное противодействие. Приме­нительно к рассматриваемому явлению закон можно выразить следующей формулой: ускорение, которое пловец придает своему те­лу, пропорционально силе, с кото­рой он отталкивает воду. Причем тот факт, что сила тяги преиму­щественно обеспечивается оттал­киванием воды назад, а не уско­ренным ее потоком у тыльной час­ти руки, подтверждает существен­ное отличие этой силы при разном во время гребка сгибании руки в локтевом суставе. В противном случае его степень не имела бы столь существенного значения, как это есть в действительности.

При диагональном движении руками пловец отталкивает воду на­зад. Как видим из рис. 1.7, кисть расположена под углом, большой палец расположен выше остальных, и именно это обеспечивает в ос­новном отталкивание воды назад. Сила, направленная назад, вызыва­ет, согласно третьему закону Нью­тона, равную ей противодействую­щую силу, которая продвигает пловца.

Таким образом, продвижение пловца объясняют и теорема Бер­нулли и закон Ньютона, однако за­кон Ньютона, по видимому, играет более значительную роль.

Рис. 1.7

Перемещение воды назад диагональным движением руки

Рис. 1.8

Принцип продвижения

при помощи гребного винта

Рис. 1.9

Сходство между

движениями кисти пловцов

и вращением лопастей

гребного винта

Продвижение при плавании хо­рошо иллюстрирует принцип дей­ствия гребного винта лодочного двигателя (рис. 1.8). Хотя лопасти винта вращаются по круговой тра­ектории, их изогнутая форма обес­печивает при прохождении воды от передних кромок к задним ее пере­мещение назад, а лодки — вперед. На рис. 1.9 четко видно, насколько подобны движения рук пловца и вращение лопастей гребного винта: в начальной части гребка, или, иначе говоря, при подтягивании, рука движется вовнутрь, вверх и назад (рис. 1.9, а), а в заключитель­ной, или в фазе отталкивания — наружу, вверх и назад (рис. 1.9, б).

Криволинейность траектории движения рук связана с обеспече­нием большей силы тяги при от­талкивании медленно движущейся воды. Ускорив движение одних ее слоев, рука перемещается в еще не нарушенные слои и т.д. Такая траектория движений обеспечи­вает большую эффективность гребка и за счет увеличения его длины.

1.3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИЖЕНИЙ, ОБЕСПЕЧИВА­ЮЩИХ ПРОДВИЖЕНИЕ ПЛОВЦА

Эффективность продвижения при плавании в основном определяется тремя характеристиками движений конечностей — направлением, уг­лом атаки и скоростью.

Направление движений харак­теризует траектория относительно воды, которую обычно называют абсолютной. Анализ ее имеет пер­востепенное значение, поскольку именно влияние конечностей на во­ду в основном определяет движу­щую пловца силу. Траекторию от­носительно тела плывущего назы­вают относительной, поскольку при этом предполагается, что спорт­смен, выполняя гребок, как бы ос­тается на месте. Ее анализ позволя­ет лучше уяснить механику гребка. На рис. 1.10 изображена абсолют­ная траектория движений рук, ха­рактерная для пловцов высокого класса. Как видим, независимо от способа плавания, для нее в основ­ном характерны горизонтальное и вертикальное направление движе­ний. На рис. 1.11 показано необхо­димое для отталкивания оптималь­ного количества воды движение на­зад (вид сбоку).

Угол атаки образуется наклоном кисти или стопы относительно нап­равления их движения. Зависи­мость движущей силы от величины угла атаки отражена на рис. 1.12. Как видим, при отсутствии такого угла движущая сила минимальна, поскольку рука почти не перемеща­ет воду назад и продвигающая пловца сила очень мала. При угле 40° она больше, поскольку на воду, протекающую под ладонью от боль­шого пальца к мизинцу или, если сравнивать руку с лопастью винта, от ее передней кромки к задней действует значительная сила, нап­равленная назад. Такой угол атаки близок к оптимальному. При угле 70° ладонь представляет собой слишком плоскую поверхность, те-

ГЛАВА 1 Основы техники плавания

Рис. 1.10

Траектория гребковых движений относительно воды при плавании различными способами: брассом (а); на спине (б); баттерфляем (в); кролем на груди (г)

Рис. 1.11

Изменение угла атаки

в заключительной фазе

гребка при плавании

кролем на груди

ряется эффект передней кромки лопасти, что приводит к умень­шению скорости движения одних, проходящих под ладонью, молекул и отскакиванию других. Они стал­киваются с молекулами остальных слоев и возникающая цепная реак­ция вызывает значительную турбу­лентность. Причем эти молекулы не в состоянии резко изменить нап­равление движения, чтобы следо­вать за контуром «лопасти» от ее. передней кромки к задней. В ре­зультате назад отталкивается лишь незначительное количество воды. И уже совершенно неэффективно располагать кисть перпендикулярно направлению ее движения. В этом случае эффект лопасти исчезает. Плоская поверхность ладони лишь расталкивает потоки воды в разные стороны. При быстром же движе­нии руки создается эффект, подоб­ный выливанию ведра воды на стенку. Часть молекул хаотично от­скакивает от руки, а «отставшие» от них двигаются в противополож­ном направлении, производя силу, толкающую пловца в сторону, про-

тивоположную направлению дви­жения.

Таким образом, угол атаки дол­жен варьировать от 20° до 60° в за­висимости от фазы гребка. На не­рациональность угла атаки и нап­равления движения указывает большое количество пузырьков, свидетельствующих о турбулент­ности и потере пловцом движущей силы. Квалифицированные пловцы создают их в значительно меньшем количестве. Образование пузырь­ков воздуха вокруг рук во время их входа в воду при плавании кролем на груди, на спине и баттерфляем является вполне нормальным явле­нием. Однако если это происходит в фазе подтягивания, то свидетель­ствует о нерациональности движе­ния и, вероятно, излишнем угле атаки. Обеспечению эффективного угла атаки в каждой фазе гребка способствует его дугообразная тра­ектория.

Быстрота движения. Каунсил-мен и Василяк (1982) выявили уско­рение движения руки по мере вы­полнения гребка, а Шлейхауф (1984) — его неравномерность и за­висимость от направления ее дви­жения. Рис. 1.13 иллюстрирует из­менение скорости движения кисти во время гребка при плавании кро­лем на груди. Как видим, скорость левой кисти после ее входа в воду снижается и составляет в фазе за­хвата 1,8 м-с^-1, в фазе подтягивания возрастает до Зм'С^-1, а в фазе от­талкивания — до 5 м-с^-1. В заклю­чительной фазе гребка, когда давле­ние на воду несколько ослабевает, скорость движения руки падает.

Дата добавления: 2014-11-16