ОСНОВЫ ТЕХНИКИ ПЛАВАНИЯ
статья по физкультуре

ОСНОВЫ ТЕХНИКИ ПЛАВАНИЯ

В отличие от плотных сред, вода обладает качеством текучести. Отдельные молекулы воды перемещаются друг относительно друга при применении внешнего усилия. Для смещения отдельных молекул необходимо приложить усилие, которое обусловлено силами трения, возникающими между ними. Это явление называется динамической вязкостью жидкости. При повышении температуры ее вязкость уменьшается. Динамическая вязкость воды увеличивается, если в воде растворены какие-либо вещества.

Плотность воды

Плотностью называется масса вещества в единице его объема. Она измеряется в кг/м3. Обозначается плотность прописной буквой "Р".

P=M/V, где М - масса вещества, V - объем вещества.

Удельный вес и плавучесть тела

Удельным весом называется вес вещества в единице объема. Удельный вес может измеряться в кг/м3, кг/дм3 и г/см3 и обозначается греческой буквой γ.

γ=Д/У, где: Д - вес тела, V - объем тела.

Согласно закону Архимеда, на тело, погруженное в воду, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной телом жидкости. Равнодействующая этих выталкивающих сил проходит через центр тяжести вытесненного объема и направлена вертикально вверх.

Удельный вес человеческого тела при полном вдохе в среднем равен 0,92 г/см3, при выдохе в связи с уменьшением объема тела - 1,2 г/см3. Наибольший удельный вес в теле человека имеет костная ткань - 1,7 - 1,9 г/см3 , меньше удельный вес мышечной ткани -1,04 -1,08 г/см3 и самый малый удельный вес имеет жировая ткань - 0,92 - 0,94 г/см3.

Для определения удельного веса тела человека

используют прямой метод, с помощью которого измеряют объем и вес тела. Для этого необходимо

иметь емкость, в которую заливают воду и помещают в нее испытуемого. Уровень изменения количества воды, умноженный на размеры используемой емкости, и будет являться объемом тела. Затем, измерив вес тела и разделив его на объем, получим удельный вес тела.

Равновесие тела в воде

Любое тело, погруженное в воду, находится в неподвижном положении лишь в том случае, когда выталкивающая сила равна или больше веса тела, и центры выталкивающих сил и сил тяжести размещаются на одной вертикали

Это связано с тем, что части человеческого тела имеют разные удельные веса. Ноги, которые состоят в основном из костной и мышечной тканей, имеют больший удельный вес, чем верхняя половина тела. Поэтому очень часто центр сил тяжести располагается в поясничной части на уровне пятого поясничного позвонка, а центр выталкивающих сил смещен на 2-3 позвонка в сторону головы. При таком расположении центров расстояние между ними называется плечом сил. Поскольку равнодействующие этих сил имеют разную направленность, возникает момент вращения, в результате которого ноги погружаются. Вращение тела прекратится, когда оба центра будут располагаться на одной вертикали.

Местонахождение центра тяжести и центра выталкивающих сил воды является одним из определяющих факторов при формировании стиля движений, т.е. индивидуальных особенностей техники в том или ином способе плавания. Так, например, если у пловца большое расстояние между центрами, это указывает, либо на сильно развитые мышцы ног, имеющих в результате этого большой удельный вес, либо на большой объем грудной клетки, при котором верхняя половина тела имеет малый удельный вес. В первом случае техника кроля на груди, кроля на спине и дельфина должна иметь сильную работу ног, с выраженной подъемной функцией. Во втором случае при формировании техники не обязательно добиваться выраженной подъемной функции, а следует обратить внимание на движущую и уравновешивающую функции.

Сопротивление движению тел

Все силы, действующие на тело пловца при его движении в воде, можно разделить на внешние, возникающие вне тела при взаимодействии его с внешней средой, и внутренние, к которым относятся мышечные силы. Если при неподвижном положении тела в воде на него действуют такие внешние силы, как гидростатическая выталкивающая сила и сила тяжести, то при движении тела, кроме них, начинают действие и другие силы. К ним относятся сила лобового сопротивления, или ее называют полная сила сопротивления, подъемная сила, сила тяги, топящая сила. Все они возникают в результате движения тела пловца в воде и находятся в зависимости от ряда факторов, которые будут рассматриваться ниже.

Виды сопротивления

При движении тело сообщает ускорение прилегающей к нему массе воды, инерция которой рождает лобовое или общее сопротивление. Лобовое или общее сопротивление включает в себя: сопротивление формы "Rf", сопротивление трения "Rt" и сопротивление волнообразования "Rv.

1. Сопротивление формы. Наибольшее сопротивление в воде возникает при движении пластины плоскостью вперед (рис. 5).

При движении пластины плоскостью вперед перед ней возникает повышенное давление воды, а за плоскостью пластины вода находится в разряженном состоянии. Разность давлений спереди пластины и сзади и энергия, расходуемая на образование вихревых потоков, будут определять величину сопротивления.

2. Сопротивление трения. В природе существуют несмачиваемые и смачиваемые жидкостью тела. К несмачиваемым можно отнести водоплавающих птиц, у которых слой жира на перьях препятствует промоканию. Толщина слоя воды, приводимого в движение, у таких тел намного меньше, чем у смачиваемых тел, и потеря энергии у них происходит в результате трения тонкого слоя молекул воды о поверхность тела. Сопротивление трения больше у тел, имеющих смачиваемую поверхность.

3. Волновое сопротивление. Волна представляет собой процесс колебания водных масс. Энергия волны равна расходу кинетической энергии на ее образование, отнесенную на единицу пути ее движения. Интенсивность возбужденных телом колебаний уровня воды и характер волн, прежде всего, зависят от контуров тела и его скорости движения. Если тело движется вблизи бортов или над мелким местом, то на волнообразование может влиять и наложение отраженных волн. Волнообразование представляет собой сложный процесс, физическое объяснение которого обычно дается в форме описания наблюдаемой картины волн.

Сила сопротивления движению тел в воде

В гидромеханике, науке об обтекании тел, принято делить движущиеся в воде тела на удобообтекаемые и плохообтекаемые. Удобообтекаемые тела обладают большими радиусами своей поверхности, и при движении в воде в пограничном слое у них перемещение жидкости близки к ламинарному. У плохообтекаемых тел их поверхность имеет малые радиуса. У таких тел при движении в воде наблюдаются отрывы пограничного слоя от поверхности тела в связи с неудовлетворительной формой их обводов, при этом возникают вихревые потоки в пограничном слое и следовые движения воды в виде вихревых потоков (Девнин С.И.).

Тело человека в связи с имеющимися у него криволинейными поверхностями с небольшими радиусами и непрямолинейными поверхностями относится, с точки зрения гидромеханики, к плохообтекаемым телам. На это указывает большое количество возникающих при движении турбулентных потоков и вихревых движений воды.

Кинематические характеристики движений

Кинематические характеристики движений указывают на перемещение материальных тел в пространстве с геометрической точки зрения с учетом времени и его производных (скорости, ускорения), вне связи с силами, определяющими это движение. Слово кинематика происходит от греческого слова «синема», что означает движение.

Учебную дисциплину «плавание» интересуют перемещение в пространстве туловища, конечностей и головы относительно как друг друга, так и относительно неподвижной точки (дно, борт бассейна). Для анализа движений особый интерес представляют траектории движений отдельных частей тела в пространстве. При этом кинематические характеристики движений перемещаемых частей тела проектируются в воображаемых осях и плоскостях. В спортивном плавании тело пловца находится в воде в горизонтальном положении, и поэтому название осей и плоскостей отличаются от принятых в анатомии человека. Оси пловца:

Динамические характеристики движений

Динамические характеристики раскрывают движение материальных тел в зависимости от действующих на них сил. Любое тело, движущееся в воде, испытывает действие движущих сил и сил гидродинамического сопротивления. При горизонтальном расположении тела равнодействующая движущихся сил и сил гидродинамического сопротивления располагаются на одной горизонтальной линии (Гордон С.М). При плавании спортивными способами положение тела по отношению к горизонтали меняется. Угол между продольной осью тела и поверхностью воды называется углом атаки.

Элементы движений пловцов

Под техникой движений в любом виде спорта понимается наиболее рациональные двигательные действия, решающие задачу достижения максимального спортивного результата. Техника плавания призвана решать задачу достижения максимальной скорости при определенном двигательном действии с заданными параметрами движений. Эти параметры определяются правилами, в которых введены условия движений на спине, при плавании брассом и дельфином.

В нашей стране в 1957 году, после издания на русском языке книги венгерского специалиста Белла Райки, в теории плавания был предложен термин «захват» (Райки Б.). В это время во всех способах плавания начало гребков выполнялось со сгибанием рук в лучезапястных суставах. В дальнейшем, к началу 1960 года, получил распространение гребок с разгибающим движением руки, т.е. движением ее вниз-назад, без опускания локтя. При этом движении руки пловцы перестали выполнять сгибание лучезапястных суставов, поэтому термин «захват» потерял смысловую нагрузку. Следует заметить, что с самого начала внедрения этого термина в теорию предмета «Плавание» он не адекватно определял содержание выполняемого действия, так как «захватить воду рукой» при гребке не возможно, потому что вода обладает текучестью. В 90-ые годы Л.П. Макаренко предпринял попытку заменить термин «захват» термином «предварительная фаза».

Автор данной работы решил отказаться от термина «захват», как несоответствующего содержанию действия в начальной части гребка.

Каждая фаза гребка и подготовительного движения рук имеет границы и выполняет определенные функции.

1. Фаза начала гребка начинается с момента, когда рука полностью погружается, и заканчивается, когда гребковое движение начинает развивать движущую силу, т.е. появляется движущая составляющая. Функция этого движения – начало развития движущей силы гребка.
2. Фаза подтягивания начинается с момента окончания предыдущей фазы и заканчивается:

1. в кроле на груди - в момент прохождения плечевого сустава над кистью;
2. в кроле на спине – в момент пересечения кистью линии плечевых суставов;
3. в дельфине – в момент исчезновения подъемной составляющей гребковой силы;
4. в брассе – в момент начала движений кистей во внутрь.

Функция подтягивания во всех способах плавания – это увеличение скорости движения тела и, в зависимости от задач решаемых пловцом на дистанции, опора о воду вниз для поддержания тела в более высоком положении.

3. Фаза отталкивания начинается после окончания подтягивания и заканчивается с появлением какой-либо части руки над поверхностью воды. Функция отталкивания - дальнейшее увеличение скорости движения тела (кроме брасса) и поддержание скорости.
4. Фаза выхода руки из воды начинается с появления какой-либо ее части над поверхностью воды и заканчивается когда вся рука выйдет из воды. Функция выхода - подготовка руки к проносу и расслабление гребковых мышц руки и туловища.
5. Фаза проноса начинаются с момента выхода руки из воды (кроме брасса), и заканчивается в момент касания ею какой-либо части воды. Функция проноса - максимальное расслабление мышц, участвующих в выполнении гребка, и подготовка руки к выполнению ее входа в воду.
6. Фаза входа руки в воду начинается с момента касания воды какой-либо частью руки и заканчивается, когда вся рука погружается в нее. Функция этой фазы - подготовка к выполнению гребка.

Движения ног также делятся на фазы. Но, в отличие от движений рук, в отдельных способах плавания граничные моменты и функции отдельных частей движения ног различны (Козлов А.В.).