СИЛЫ, ПРОДВИГАЮЩИЕ ПЛОВЦА

Исследования Каунсилмена показа­ли, что эффективность продвиже­ния при плавании обусловлена за­коном о соотношении скорости движения жидкости и давления, ко­торое она создает. Сформулирован­ный швейцарским математиком Бернулли (1700-1782) более 200 лет назад принцип гласит, что при уве-

личении скорости течения жидкос­ти ее давление уменьшается.

Когда поток воды огибает кисть пловца, его скорость над выпуклой верхней поверхностью руки выше, а давление, согласно принципу Бернулли, ниже, чем под ней, и эта разница в давлении образует так называемую подъемную силу (рис. 4.5), которая всегда действует перпендикулярно направлению движения. Например, в случае с крылом горизонтально летящего самолета подъемная сила направ­лена под прямым углом вверх. Пропеллер, как и крыло, создает

подъемную силу, действующую под прямым углом относительно движения лопастей, т.е. направле­нную вперед (рис. 4.6).

Каунсилмен впервые показал, что движущаяся по криволинейной траектории кисть, пересекая линию движения тела, также создает на­правленную вперед подъемную силу (рис. 4.7).

В принципе, чтобы продвигать­ся, пловец использует сопротивле­ние, обусловленное результирую­щей подъемной силой. Это можно сравнить с подъемом на песчаный склон, когда при каждом шаге пе­сок осыпается назад.

Таким образом, при гребке кисть движется не прямо назад, а по кривой, рассекая воду ребром, что ведет к образованию сопротив­ления и преобразованию давления в способствующую продвижению подъемную силу.

Во время гребка рука пловца должна двигаться по криволиней­ной траектории, а угол атаки кис­ти относительно движения тела постоянно изменяться, чтобы обес­печить максимальную подъемную силу для продвижения вперед (рис. 4.8).

Каунсилмен подчеркивал, что у пловцов есть выбор: продвигаться вперед, выполняя гребок непосред­ственно назад, используя так назы­ваемую силу сопротивления, или, выполняя криволинейное движение кистью назад, создавать подъемную силу. По его мнению, второе эф­фективнее.

Значительный вклад в понима­ние сущности продвижения при плавании внес и Шлейхауф (1979),

Рис. 4.7

Кисть пловца при движении

по криволинейной

траектории создает

направленную вперед

подъемную силу:

а - вид спереди;

б — вид сбоку;

в — вид снизу

ЧАСТЬ 1

Техника спортивного плавания

Рис. 4.8

Угол атаки кисти

постоянно изменяется

при гребке для достижения

максимальной подъемной

силы

Рис. 4.9

Коэффициент подъемной силы при различном

положении кисти пловца (данные Шлейхауфа)

который установил, что продвиже­
ние при плавании обусловлено не
изолированным воздействием

подъемной силы и силы лобового сопротивления, а их постоянным взаимодействием. Шлейхауф соз­дал точную копию кисти руки из пластичной смолы, которую уста­новили в гидроканале с изменяе­мой скоростью водного потока. «Кисть» была установлена на кон­трольном стержне, позволяющем измерять как подъемную силу, так и силу лобового сопротивления при различных углах атаки и ско­рости потока.

Шлейхауф установил, что коэф­фициент подъемной силы кисти (его отражает зависимость подъем­ной силы от угла атаки) на 20 % меньше, чем крыла самолета, что объясняется менее эффективной формой кисти. Согласно Шлейхау-фу, подъемная сила, действующая на кисть пловца, увеличивается с увеличением угла атаки до 40°, а при дальнейшем увеличении угла атаки снижается (рис. 4.9).

Лобовое сопротивление зависит также от угла атаки и возрастает с его увеличением до 90°. Причем, согласно Шлейхауфу, чему отдать преимущество — подъемной силе или силе лобового сопротивления в продвижении пловца — зависит от угла атаки в тот или иной момент гребка. При угле менее 45° преиму­щественную роль играет подъем­ная сила, а при большем — сила лобового сопротивления. Исполь­зуя кинокамеру, Шлейхауф снимал сильнейших пловцов непосред­ственно снизу под прямым утлом к направлению их движения. При этом на кисти обеих рук спортсме-

нам прикрепляли четыре источни­ка света, что позволяло определять траекторию и скорость движения кистей, а также угол атаки. Шлей­хауф сумел вычислить направле­ние и величину подъемной силы и силы лобового сопротивления, соз­даваемые кистями рук в различные фазы гребка. Используя метод век­торного анализа, он определял мгновенное направление и величи­ну продвигающих пловца сил, т. е. особенности взаимодействия и со­отношение подъемной силы и силы лобового сопротивления кисти. За­тем он изучал взаимодействие опи­сываемых сил при различных углах атаки. Эти исследования положили начало всестороннему анализу ме­ханики гребка и показали, что продвижение при плавании обус­ловлено сочетанием подъемной си­лы и силы лобового сопротивле­ния. Угол атаки кисти при плава­нии различными способами пока­зывает, что величина подъемной силы на протяжении большей час­ти гребка превосходит силу лобо­вого сопротивления. А при плава­нии брассом подъемная сила пре­обладает на протяжении всего гребка.

Исследования Каунсилмена и Шлейхауфа заставили многих ученых, тренеров и спортсменов пересмотреть взгляды на технику плавания, а последующие исследо­вания (Hau et al., 1973; Barthees, 1979; Persyn, 1978) подтвердили пра­вильность их позиций.

Поиск по сайту: