Угол атаки и подъемная сила

В спортивных способах плавания тело спортсмена располагается не строго горизонтально, а под углом к поверхности воды. Угол, образованный продольной осью тела и направлением движения (поверхностью воды), называется углом атаки. Он может быть положительным, если передняя часть тела находится выше таза, и отрицательным, когда плечевой пояс будет ниже него (рис. 15).

С увеличением угла атаки силы сопротивления возрастают, особенно если он превышает 8–10°. При положительном угле атаки возникает подъемная сила, которая образуется в результате взаимодействия силы сопротивления и силы тяги (см. рис. 13). При отрицательном угле атаки возникает сила, топящая пловца. От величины угла атаки зависит величина подъемной и топящей силы. Если угол атаки равен 0°, то подъемная сила тоже будет равна 0. Сопротивление воды в этом случае будет минимальным.

Рис. 15. Взаимодействие сил во время гребка рукой при плавании

способом кроль на груди: R – сила реакции воды;

Т – сила тяги; Q – подъемная (топящая) сила

Положение тела пловца зависит от избранного варианта техники выполнения гребков руками и ногами, от согласования движений руками с дыханием, а главное – от скорости продвижения и способа плавания. С увеличением скорости плавания угол атаки во всех способах уменьшается, а при снижении ее – увеличивается. Поэтому при совершенствовании техники плавания необходимо добиваться, чтобы положение тела пловца на воде было плоским, с минимальным углом атаки.

Сила тяги

Сила, которая обеспечивает продвижение пловца в воде, в спортивной литературе по плаванию называется силой тяги. Возникает она в результате взаимодействия движений пловца с внешней средой. Выполняя гребковые движения, пловец, опираясь о воду, использует ее сопротивление для приложения внутренних сил мышечного сокращения. Последние, взаимодействуя между собой и водой, приводят к возникновению внешней движущей силы (силы тяги, Т). Эта сила создается за счет гребковых (рабочих) движений руками, ногами, головой и туловищем.

Эффективность гребковых движений зависит от формы и расположения рабочих плоскостей в воде, траектории движений звеньев и распределения усилий во время гребка.

Во всех способах плавания рабочие движения конечностей имеют вращательный характер, вследствие чего отдельные звенья тела (движители) перемещаются с различной скоростью. Наибольшую скорость движения, а следовательно и силу тяги, имеют ладони и стопы, так как они расположены дальше от точки вращения конечностей. Скорость движения кисти, например, в отдельные фазы гребка достигает 4 м/с. Большое значение для создания силы тяги имеют также предплечья и голени, имеющие большую рабочую площадь.

Рис. 16. Траектория движения кисти при плавании кролем на груди: 1 – захват, 2 – подтягивание, 3 – отталкивание, 4 – поднимание руки из воды

При выполнении гребковых движений отдельные звенья движителей перемещаются по сложной криволинейной траектории (рис. 16). Усилия пловца в отдельные моменты гребка прилагаются под разными углами к направлению его движения, вследствие чего не все фазы гребка одинаково эффективны для продвижения тела вперед. Это подтверждается разложением сил во время гребкового движения рукой в кроле на груди. В первой фазе гребка сила реакции воды (R) направлена вверх-вперед. Разложив ее на составляющие, находим, что горизонтальная составляющая Т (сила тяги), обеспечивающая продвижение тела вперед, весьма незначительна, а вертикальная Q (подъемная сила воды) очень велика.

Если проследить за движением руки до конца гребка, можно заметить, что с изменением ее положения изменяется и величина силы тяги, которая достигает максимальной величины при прохождении вертикали и по мере удаления руки от вертикального положения уменьшается. Приведенный пример убедительно доказывает важность выполнения гребкового движения с ускорением к концу гребка (см. рис. 15).

Таким образом, скорость продвижения пловца зависит в основном от скорости движений звеньев тела, величины гребковых поверхностей конечностей и правильного приложения усилий при гребках. Выполнение гребков с большой скоростью и максимальное использование гребковых поверхностей конечностей требуют хорошей подвижности в суставах и большой силы мышц рук, ног и плечевого пояса. Поэтому пловцам в процессе тренировки необходимо добиваться не только отличной техники плавания, но и хорошей подвижности в суставах, а также большой силы мышц, развитию которых способствуют общие и специальные упражнения, выполняемые на суше и в воде.