III. 2. 1. Гидростатика

Человек всегда находится под влиянием гравитации (силы тяжести). На суше он преодолевает силу тяжести, используя опору о твердые пре­дметы, в воде же лишен этой возможности, поскольку вода текуча, подвижна. Она обладает такими физическими свойствами, как вязкость, плотность, весомость. Однако эти свойства противодействуют силе тяжести и дают человеку возможность использовать свою энергию не столько на преодоление собственного веса, сколько на продвижение вперед. Из закона Архимеда известно, что тело, Погруженное в жидкость, вытесняется ею вверх с силой, равной весу жидкости, соответствующей объему этого тела.

Таким образом, на тело, погруженное в жидкость, действует подъемная сила, направленная в сторону, противоположную направле­нию силы тяжести. Чем больше объем тела, тем больше подъемная си­ла. Тело, имеющее больший объем, подвергается действию большей подъемной силы.-

Однако при одинаковом объеме различные тела могут иметь разный собственный вес. Если вес тела больше веса воды, соответствующей объему тела, то тело утонет, несмотря на поддерживающее давление воды. Если же вес тела меньше веса воды, соответствующей объему те­ла, то тело всплывет к поверхности воды и часть его окажется над по­верхностью. Подводой останется такой объем тела, при котором вода будет весить столько же, сколько весит это тело.

Для того чтобы знать, утонет или всплывет данное тело, нужно сра­внить его вес с весом воды в таком же объеме. Соотношение веса тела и веса воды в таком же объеме называется удельным весом тела (d). Удельный вес выражается весом одного кубического сантиметра данного вещества, выраженным в граммах, так как 1 см³ дистиллиро­ванной воды при температуре +4°С весит 1 г.

Тела, имеющие удельный вес больше единицы, тонут. Тела с удельным весом меньше единицы всплывают. Кусок гранита (d = 2,65) утонет, сухая сосновая доска (d = 0,48) всплывет.

Некоторые тела состоят из веществ, имеющих различный удельный вес. Тогда удельный вес определяется их суммарным весом и суммар­ным объемом этих тел. Например, удельный вес катера, имеющего стальной корпус, равен 7,8, но в объем катера входит и воздух, находя­щийся внутри корпуса. Поскольку воздух имеет ничтожный удельный вес {d = 0,0013), катер не тонет, а удерживается на поверхности воды. Вещества, из которых состоит тело человека, имеют различный удельный вес. Так, удельный вес /костей равен 1,04—1,07, жира — 0,9—0,93, воздуха, заключенного в легких, гортани и др., — 0,0013. Удельный вес тела человека в целом чуть меньше единицы — около 0,96—0,98.

Разные люди имеют различное сложение и разные пропорции соотношений веса мышц, костей, жировой прослойки, объема легких

и др. Поэтому удельный вес тела у различных людей неодинаков. Люди с большой жизненной емкостью легких, тонкими костями и значительной жировой прослойкой могут иметь удельный вес меньше 0,95. Встречаются люди с малой емкостью легких, массивными костями и минимальной жировой прослойкой, у которых средний удельный вес тела больше единицы (1,01—1,05).

Удельный вес тела изменяется и у одного и того же человека. При вдохе он уменьшается, при выдохе увеличивается. Кроме' того, удельный вес тела человека изменяется с возрастом. Кальцинация и повышение удельного веса костей, уменьшение жизненной емкости легких и другие процессы могут вызвать повышение удельного веса тела, а значительное увеличение жировых прослоек — его уменьшение.

Удельный вес воды тоже может изменяться. Теплая вода легче холодной. При 25°С ее удельный вес — около 0,997—0,998. Морская вода, в которой растворено много солей, имеет удельный вес около. 1,03. Поэтому в морской воде легче удерживаться на поверхности, чем в пресной.

Свойство жидкостей, выраженное законом Архимеда, имеет большое значение для построения техники плавания. Давление воды снизу вверх создает подъемную силу, примерно равную весу пловца. Поэтому, как отмечалось выше, пловец может большую часть своей энергии расходовать на продвижение вперед. Конечно, некоторую часть усилий ему приходится затрачивать и на создание дополнительной подъемной силы, потому что величина подъемной силы согласно закону Архимеда определяется не общим объемом тела, а объемом тех его частей, которые погружены в воду. А во время плавания часть головы все время находится над водой, периодически показываются над водой части плечевого пояса и в некоторых способах плавания (кроль, баттерфляй) — руки.

Приподнимание какой-либо части тела над водой приводит к тому, что все тело несколько оседает вниз, под воду. Это вызывает увеличе­ние сопротивления воды продвижению тела пловца вперед. Поэтому спортсмену нужно создавать за счет движений ногами и руками дополнительную поддерживающую силу величиной от 2 до 6 кг (в зависимости от индивидуальных особенностей спортсмена и способа плавания). Эта сила изменяется в различных фазах цикла движений. Она должна возрастать, когда пловец приподнимает голову или вынимает руку из воды, и уменьшаться при погружении руки в воду или опускании головы вниз. В среднем необходимо развивать подъемную силу около 3—4 кг. Хороший пловец может развить давление на воду во время гребков до 20—25 кг и даже больше. Следовательно, при хорошей технике плавания спортсмен 80—85% своей энергии может затрачивать на создание силы тяги, продвигающей его вперед.

При анализе техники плавания важно учитывать, что удельный вес различных частей тела неодинаков. Грудная клетка и живот имеют меньший удельный вес, чем ноги. Поэтому общий центр давления (о. ц. д.) подъемных сил, возникающих по закону Архимеда, располо­жен ближе к грудной клетке, чем общий центр тяжести (о. ц. т.) тела. У большинства людей о. ц. т. находится на уровне 1—5-го крестцовых

позвонков, а о. ц. д. (иногда его называют центром плавучести — ц. п.) смещен на 2—6 см к грудной клетке. Из-за того, что эти центры не со­впадают, возникает момент вращения тела вокруг поперечной оси, при том грудная клетка удерживается у поверхности воды, а ноги погружаются вниз. Особенно это заметно при попытках лежать неподвижно в горизонтальном положении у поверхности воды. Из всего сказанного выше следует:

1) плавательные движения необходимо выполнять так, чтобы основная часть энергии, расходуемой пловцом, тратилась на продвиже­ние его тела вперед;

2) приподнимание какой-либо части тела над водой приводит к оседанию остальных частей тела вниз. Поэтому подготовительные движения руками над водой надо производить быстро, не задерживая рук над поверхностью воды;

3) в момент приподнимания какой-либо части тела над водой нужно так выполнять плавательные движения, чтобы создавалась дополнительная подъемная сила, компенсирующая давление веса той части тела, которая оказалась над поверхностью воды;

4) движения ногами должны постоянно создавать дополнительную
подъемную силу, компенсирующую удельный вес нижних конечностей и

обеспечивающую высокое, горизонтальное и обтекаемое положение ног и всего тела в целом.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: