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. При плавании спортивными способами по­ложение тела по отношению к горизонтали меняется. Угол между продольной осью тела и поверхностью воды называется углом атаки. Он положительный, если плечи выше таза и отрицатель­ный, если (рис. 3.27) плечи ниже таза. В первом случае возникает дополни­тельная подъемная гидродинамическая сила, во втором - топя­щая сила (рис. 3.27).

Гребковые гидродинамические силы возникают в резуль­тате выполнения гребковых движений - главным образом конеч­ностями. Перемещаясь в воде, конечности встречают сопротив­ление воды. Это сопротивление зависит от скорости их переме­щения относительно тела пловца, коэффициента обтекаемости гребущей поверхности и ее миделевого сечения. Чем больше эти показатели, тем больше величина сопротивления воды и, как ре­зультат этого, величина гребковой силы "F". Например, при пла­вании дельфином общая сила сопротивления воды гребущей по­верхности рук может достигать 20-25 кг. При всех спо­собах плавания силы сопротивления увеличиваются от плеча к ладони (рис. 3.28).

Рис. 13

Центр этих сил, или равнодействующая их, находится в основании ладони, близко к лучезапястному суставу (рис. 3.29). Равнодейст­вующая этих сил, называемая часто гребковой силой, является вектором. Вектор же, как известно, имеет размер и направление и обозначается стрелкой.

При развитии усилия гребущей по­верхностью возникаю­щие силы сопротивле­ния еще называются реакцией воды "R". Ре­акция на гребковую си­лу, или сопротивление воды, как правило, меньше по величине в связи с уступающим характером реакции воды (рис. 3.29).

Направление реакции всегда противоположно направлению гребковой силы. Так, если сила направлена назад и вниз, то реакция будет направлена вверх вперед. Гребковые силы практически перпенди­кулярны к гребущей по­верхности, так как в воде сила трения, определяющая направление вектора силы между гребущей поверхностью и водой, незначительна. Это можно продемонстрировать, если сравнить усилие ладони о твердый пред­мет (рис. 3.30) и о воду.

В первом случае в результате сил трения между ладонью и твердой опорой равнодействую­щая будет направлена в сторону развиваемого усилия, во втором случае вода вызывает очень малое сопротивление ладони, и поэтому, практически, направление гребковой силы можно считать перпендикулярным гребущей поверхности. Это правило является определяющим для оценки функции гребка в зависимости от рас­положения гребущей поверхности. В зависимости от расположе­ния гребущей поверхности в пространстве можно с помощью пра­вила параллелограмма определить эффект гребкового движения, т.е. вели

Рис. 15

чины составляющих гребковой силы (рис. 3.29).

В плавании наибольший интерес представляют состав­ляющие гребковой силы в вертикальном и горизонтальном на­правлениях. Например, если имеются кинограммы, видеограммы или цик­лограммы техники плавания, отснятые в вертикальной плоскости, можно определить соотношение усилий, развиваемых пловцом, в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Для этого (рис. 3.29) рисуют вектор равнодействующей греб­ка "F гребковая, " располагая ее в основании ладони перпендикулярно к ее поверхности, а затем из точки, где начинается этот вектор, проводятся горизон­тальная и вертикальная линии в сторону вектора. Затем, пользу­ясь правилом параллелограмма, от конца вектора проводят линии параллельно горизонтали и вертикали. Пересечения этих линий с горизонталью и вертикалью определяют величины горизонталь­ной и вертикальной составляющих. На рис. 3.29 видно, что в начале гребка вертикальная составляющая «F подъемная» намного больше, чем горизонтальная составляющая «F движущая». Поэтому можно заключить, что в этой части гребка пловец тратит усилие на подъем тела больше, чем на продвижение вперед. В средней части гребка гребковая сила совпадает с направлением горизонтальной составляющей и поэтому вертикальная составляющая отсутствует, что указывает на то, что пловец в этой части гребка все усилия тратит на про­движение вперед. В конце гребка, когда ладонь направлена назад и вверх, вертикальная составляющая меняет направление, и, соот­ветственно, меняется и ее эффект. Вертикальная составляющая из подъемной превращается в топящую силу «F топящая».

Понимание роли расположения гребущей поверхности имеет большое значение для определения эффекта гребкового усилия. Так, если пловец в начале гребка располагает ладонь близко к горизонтальному положению, он тратит энергию на под­держание тела в более высоком положении и мало продвигает себя вперед. Если ладонь располагается близко к вертикальному положению, подъемная или топящая силы будут незначительны­ми, и пловец направляет свои усилия на продвижение вперед. Рациональное соотношение вертикальной и движущей состав­ляющих гребковой силы в различных частях гребка является од­ной из важнейших сторон эффективности техники плавании.