Силы, вызывающие плавание способом "кроль на спине", их происхождение и взаимодействие

Сама по себе тяговая сила не продвигает пловца вперед. Гребущие звенья и остальные части тела движутся относительно друг друга в воде в противоположных направлениях. В конечном счете, движения остальных частей тела вперед относительно воды больше, чем движения гребущих звеньев назад. И те и другие движения вызваны тягой мышц, направленной на движение против сил реакции воды.

Таким образом, создаваемая разность давлений влияет на величину лобового сопротивления и нормальной реакции воды, а в целом на полную реакцию воды и, следовательно, на тяговую силу.

Трение между телом и водой возникает вследствие неровностей поверхности тела и действия молекулярных сил сцепления. Сила трения влияет на лобовое сопротивление, а через него и на

полную реакцию воды.

С повышением скорости тела относительно воды, увеличением площади лобового сечения, ухудшением обтекаемости увеличивается полная реакция воды. [3]

Механизм динамического взаимодействия пловца с водой.

При выполнении гребковых движений создается разность встречных и попутных реакций воды, что позволяет продвигать тело пловца вперед относительно гребущих звеньев и стенки бассейна.

В наиболее быстрых гребковых движениях (рукой в кроле) скорость их примерно в 3 раза выше, чем скорость продвижения тела вперед. Поперечное сечение гребущих звеньев меньше, чем у тела пловца, но разница в скоростях вследствие квадратичной зависимости от них реакции воды обусловливает силы тяги более значительные, чем силы сопротивления.

При всех гребковых движениях (за исключением движений ног в кроле) гребущие звенья движутся относительно остальных частей тела назад. Это значит, что остальные части тела движутся относительно гребущих звеньев вперед. В начале гребкового движения пловец плывет по дистанции с известной начальной скоростью. Вследствие гребка туловище продвигается вперед со скоростью большей, чем начальная. Гребущие звенья движутся относительно туловища назад и проходят в воде путь назад от места начала гребка. При этом они движутся относительно туловища быстрее, чем относительно воды.

Таким образом, механизм динамического взаимодействия пловца с водой основан на изменениях сопротивления воды, вызываемых в первую очередь скоростью движения частей тела относительно воды.

Гребковые движения.

На эффективность гребковых движений влияют форма и ориентация гребущих звеньев, а также их траектории и распределение усилий.

Рис.6. Ориентация и траектория кисти при гребке: а - гребок под углами 90 и 45° к потоку (по Н.П. Гарбузу); б - изогнутые траектории (по Д. Каунсилмену)

Изогнутая форма гребущих поверхностей и определенная угловая ориентация их к потоку повышают эффективность гребка.

Определенная изогнутость гребущих поверхностей дает положительный эффект. Так, кисть и стопа в кроле характеризуются вогнутостью гребущих поверхностей. Рука в кроле также характерно изогнута, как и нога в коленном и голеностопном суставах при захлестывающем движении.

Ориентация гребущей поверхности кисти перпендикулярно потоку должна была бы создать благодаря наибольшей площади поперечного сечения наибольшее давление. Однако измерения показали, что поворот кисти внутрь до угла в 45° хотя и уменьшает площадь поперечного сечения, но силу давления увеличивает. Оказалось, что причина увеличения давления в резком расширении области пониженного давления сзади гребущего звена (рис.6, а).

Траектории звеньев и распределение усилий.

Выбор траекторий звеньев определяется задачей создания наибольших реакций воды с приложением наибольших мышечных усилий в моменты их наибольшей эффективности.