«Осуществление межпредметных связей в системе профильного обучения» (стр. 27 )

Путь, который преодолевают кисть и предплечье под водой, не всегда способствуют созданию продвижения. Некоторые участки траектории и движения скорее затрудняют продвижение, чем помогают ему. Например, когда кисть входит в воду и продолжается выпрямление руки вперед под водой - трение, сопротивление формы и волновое сопротивление возрастают и затрудняют продвижение пловца. Эти вредные силы снижают эффективность гребковых движений.

Современная техника измерения силы для кисти во время переходной фазы после входа в воду и основной фазы гребка позволяет установить достаточно удовлетворительно, что делает кисть этих стадиях. В то же время для переходной стадии на выходе из воды удовлетворительных результатов получить не удалось. На переходной стадии входа руки в воду в кроле на груди и баттерфляе лифт и лобовое сопротивление создаются на дистальных звеньях. Поток как бы двигается со стороны пальцев вверх по руке. На переходной фазе выхода руки из воды локоть «ведет» за собой кисть. Это означает, что поток как бы стекает вниз по руке и отрывается от пальцев, т. е. движение потока относительно руки прямо противоположно тому, что наблюдается на входе. Также вероятно то, что значительная турбулентность возникает на тыльной поверхности кисти.

Когда гребковые движения могут быть выполнены преимущественно в горизонтальном направлении, кинематическая пара кисть–предплечье создает тем большую реакцию, чем более ее ориентация приближается к перпендикулярному по отношению к направлению движения. Может быть расположение пары кисть–предплечье точно под прямым углом и не является самым эффективным, так как

УМКД 042-18-38.1.70/03-2014

Редакция № 1 от 25.06. 2014 г.

Страница 2 из 161

траектория гребка должна способствовать не только созданию максимальных пропульсивных сил, но также выполняет функцию противодействия вращательным силам, действующим в нескольких направлениях.

Когда переходная фаза входа руки в воду выполняется слишком глубоко, траектория основной части гребка «скользит» вверх плавно или ступенчато. Благодаря значительному вертикальному компоненту при снижении горизонтального компонента, сила лобового сопротивления снижается и часть полезной для продвижения вперед энергии теряется. Это может указывать на то, что нужно избегать чрезмерного погружения руки при входе в воду, чтобы эффективно использовать энергию гребка в направлении продвижения.

Силы гидродинамического сопротивления. Когда пловец не создает достаточную по величине продвигающую силу, скорость его замедляется. Часто можно наблюдать то, что некоторые пловцы как бы скользят по воде без видимого усилия, другие - производят хорошее впечатление при плавании на низких скоростях, но при попытке увеличить скорость оказывается, что они не в состоянии это сделать. Данные факты обусловлены величиной сопротивления, создаваемого пловцами во время плавания.

Существует три компонента общего гидродинамического сопротивления (базируясь на данных гидродинамики и исследованиях в области кораблестроения):

а) поверхностное (сопротивление трения);

б) вихревое сопротивление, или сопротивление формы, обусловленное образованием зоны вихрей в кильватере тела и пропорциональное площади поперечного сечения тела, взаимодействующей с «набегающим» потоком;

в) волновое сопротивление, образованное частью объема воды, вытесняемого телом.

Эта классификация имеет практическое значение для тренеров и пловцов. Тем не менее, в последние годы исследования сконцентрировались вокруг соотношения активного и пассивного сопротивления. Пассивное сопротивление - это сопротивление, испытываемое телом пловца при пассивной буксировке в стоячей воде или при экспозиции подвижному потоку в гидроканале. Обычно пассивное сопротивление измеряется в положении скольжения. Активное сопротивление создается движениями пловцов и, как считается, включает в себя величину пассивного сопротивления (активное сопротивление всегда больше пассивного). Другие исследователи заостряли внимание на отдельных видах сопротивления: лобовом, вихревом, сопротивлении трения. Следует отметить, что фронтальное и вихревое сопротивление являются категориями, описывающими один и тот же вид сопротивления — сопротивления давления (или формы), обусловленного градиентом сил давления на фронтальной и тыльной поверхностях тела.

Важно провести анализ сопротивления во время соревнований. Если удастся снизить величину общего гидродинамического сопротивления, то таким образом можно будет увеличить скорость плавания. Внимание тренеров должно быть сосредоточено на действиях, снижающих тормозящие силы и повышающих

УМКД 042-18-38.1.70/03-2014

Редакция № 1 от 25.06. 2014 г.

Страница 2 из 161

скорость плавания. Понимание природы сопротивления является необходимым элементом современной теории подготовки пловцов. Эта проблема имеет гораздо большее практическое значение, чем ранее предполагалось. Выполнение рабочих движений ни в коей мере не должно сопровождаться созданием излишнего сопротивления. Умеренное рабочее усилие при минимальном сопротивлении может иметь гораздо больший полезный эффект, чем максимальное усилие, сопровождаемое значительным увеличением сопротивления.

Гидродинамическое сопротивление, действующее на тело (за исключением кистей и предплечья), должно быть настолько маленьким, насколько это возможно. Угол атаки тела, его поперечное сечение в направлении движения и площадь смачиваемой поверхности должны быть минимизированы. Каждый из трех видов сопротивления имеет прямое приложение к работе над совершенствованием техники плавания. Категории активного и пассивного сопротивления являются слишком общими для использования на практике.

Сопротивление трения (поверхностное сопротивление) возникает при движении потока вдоль грубой поверхности. Эта часть пассивного сопротивления. Гладкость кожного покрова, волосяной покров, качество плавательного костюма являются факторами, создающими трение при движении пловца в водной среде. Зависимость сопротивления трения от скорости плавания носит линейный характер. Считается, что при скорости плавания 1–2 м/сек доля сопротивления трения от суммарной величины гидродинамического сопротивления составляет примерно 15–20 %.

Секрет снижения сопротивления трения кроется в поддержании ламинарного характера обтекающего потока. Вода в ламинарном потоке напоминает «многослойный бутерброд», каждый слой которого скользит относительно соседнего. Пограничный слой потока как бы прилипает к его поверхности и движется с той же скоростью, что и тело. Каждый последующий слой движется с несколько меньшей скоростью, чем предыдущей. На некотором расстоянии от тела слои воды остаются неподвижными. Данная совокупность водных слоев, достаточно тонкая (толщина зависит от качества поверхности тела и скорости движения). Пока поток остается ламинарным, он как бы обеспечивает смазку для скольжения тела сквозь воду. Малейшая шероховатость, острые выступы вызывают вихреобразование (турбулентность). В турбулентном пограничном слое вода, контактирующая с телом или тканью костюма, закручивается в микроскопические вихри, трение повышается и отнимает полезную энергию от движущегося тела. Маловероятно, что тело человека целиком обтекается ламинарным потоком. Скорее всего, лишь некоторые участки его поверхности. Тем не менее, снижение турбулентности в пограничном потоке может привести к снижению общего сопротивления.

Бритье волосяного покрова кожи на теле и ногах, но не на предплечьях может снизить сопротивление трения. Снижение трения сопровождается снижением энергозатрат на каждый гребок. Плотно облегающий костюм из ткани со структурой, снижающей вихреобразование — еще один способ снижения сопротивления трения.

УМКД 042-18-38.1.70/03-2014

Редакция № 1 от 25.06. 2014 г.

Страница 2 из 161

Необходимо подчеркнуть, что трущая поверхность должна не обязательно быть предельно гладкой, но скорее иметь текстуру, удерживающую тончайшую водяную пленку, увлекаемую пловцом на своем теле. Результатом будет трение воды о воду, которое намного меньше по величине, чем трение даже очень гладкой кожи о воду.

Сопротивление формы обусловлено особенностями геометрии тела пловца и является еще одним компонентом пассивного сопротивления (но может быть и частью активного сопротивления). Его величина зависит от плотности воды, формы и площади поперечного сечения тела и пропорциональна квадрату скорости. Наибольшая площадь поперечного сечения, перпендикулярная потоку, у взрослого спортсмена в горизонтальном положении с вытянутыми вперед руками составляет 0,070 - 0,095 м2.

Когда тело движется в водной среде, силы сопротивления среды действуют на тело в направлении строго назад. Эти силы составляют сопротивление формы. Когда встречный поток взаимодействуют с телом, он направляется в стороны и следует вдоль контура тела. Если тело обладает обтекаемой формой, водный поток движется почти беспрепятственно вдоль тела. Если же форма не является обтекаемой, как форма руки, подставленной перпендикулярно потоку, вода не может плавно обтечь такое препятствие, и происходит отрыв потока с образованием вихревых «карманов» и воронок позади тела (руки).

Интересной особенностью таких «карманов» является пониженное давление в этих объемах. Это низкое давление взаимодействует с высоким давлением (напором) воды на фронтальной поверхности тела. Результирующий градиент давления и определяет величину сопротивления формы.

Этот вид сопротивления тем больше, чем выше скорость плавания. Вместе с тормозящим эффектом, оказывающим на тело пловца, сопротивление формы вносит вклад в создание подъемной силы, а также продвигающих сил, создаваемых кистью и предплечьем в гребковых движениях.

Сопротивление формы увеличивается, если положение тела пловца отклоняется от горизонтального (приподнимание головы, вертикальные движения туловища). Это ведет к периодическому увеличению площади поперечного сечения и, соответственно, к снижению скорости плавания.