Spordi-Ja Fitness

Füüsilised seadused ujumises

määratlus

Füüsikaseaduste abil üritatakse individuaalseid ujumisstiile veelgi parendada ja optimeerida. Nende hulka kuuluvad staatiline ujuvus, hüdrodünaamiline ujuvus ja mitmesugused vees liikumise viisid. Selles kasutatakse biomehaanilisi põhimõtteid ja füüsikat.

staatiline ujuvus

Peaaegu kõigil õnnestub veepinnal hõljuda ilma ujuvuse abita. See näiline kaalukaotus on tingitud staatilisest ujuvusest.

Näiteks kui keha sukeldub vette, tõrjub ta teatud koguse vett. Sellele kehale töötab ujuvusjõud (staatiline ujuvus).

Staatiline ujuvus vastab kaalule, mille keha vee massi järgi nihutab
Staatiline ujuvus on vastupidine raskusele. (ülespoole)

Näiteks vees on võimalik, et krigisev ujuja on oluliselt nõrgema inimese poolt kergesti üles tõstetav. Kui tõstad kehaosa veest välja, väheneb staatiline ujuvus ja tõstmine muutub raskemaks.

Sügav sissehingamine suurendab kopsumahtu ja seega suureneb kogu keha maht ja staatiline ujuvus.

Näiteks ujuv ujuja hingeldab ja vajub põhja.

Keha ujuvuse määramiseks vees on määrav erikaal (keha tihedus). Mida suurem on keha tihedus, seda rohkem vajub keha vette. Raske luu ja paljude lihastega sportlastel on suurem tihedus ja nad vajuvad oluliselt rohkem ning neil on seega ujumisel miinuseid. Võrreldes meestega on naistel rohkem nahaalust rasvkudet ning seega on neil suurem staatiline ujuvus ja parem asend vees.

staatiline ujuvus ja veeasend

Asukoht vees on pika ja kiire ujumise jaoks ülioluline. Vee õige olukorra jaoks on olulised 2 füüsilist rünnakupunkti. Ühelt poolt keha raskuskese (KSP) ja mahukeskus (VMP). Inimese KSP asub umbes naba kõrgusel ja on allapoole suunatud jõu jõu rakendamise koht. VMP on staatilise ujuvuse rakenduspunkt ja mahuka rindkere tõttu on see umbes rindkere kõrgusel. Vees liiguvad KSP ja VMP üksteise kohal. Näide: risttahuka (pool vahtpolüstürool, pool rauda) ei asu vee pinnal, vaid metallist pool vajub ja risttahuka püstine, vahtpolüstürool pool üles.

Sarnaselt risttahukale töötab see põhimõte inimese kehaga. KSP ja VMP lähenevad teineteisele ja selle tagajärjel vajuvad jalad alla ning keha on vees üha vertikaalsem.

Tähtis! Liiga sügaval vees rippuvad jalad ei tekita tõukejõudu ja suurendavad veekindlust, st jalad pinnale.

Jalade langemise vältimiseks on soovitatav ujumise ajal rindkere hingamise asemel töötada diafragma / kõhuõõne hingamisega, nii et VMP-d hoitaks KSP-le võimalikult lähedal, ja teisalt - hoida oma pea vees ja sirutada käed kaugele ette. Selle tulemuseks on KSP pea nihkumine VMP suunas.

Vees libisevate kehade seadused

Vees liikuv keha loob erinevaid keerulisi efekte, mida tuleb ujumise mõistmiseks selgitada.

Vees tekkivad jõud jagunevad pidurdamiseks ja sõitmiseks.

Inimkeha vastupanuvõime vees koosneb kolmest vormist:

Hõõrdetakistus tuleneb asjaolust, et üksikud veeosakesed tõmmatakse ujuja nahale teatud vahemaa tagant (Piirkihi voog). See nn staatiline hõõrdumine väheneb, kui ujujast kaugeneb. See hõõrdetakistus sõltub pinnastruktuurist, mistõttu on inimesed viimastel aastatel ujumises üha enam kasutanud madala hõõrdejõuga ujumistrikoode.

Ujumisel on kõige olulisem vastupidavus vormile. Siin viiakse veeosakesed liikumissuuna / ujumissuuna vastu ja neil on ujujale pidurdav toime. Kuju vastupidavus sõltub kehakujust ja vee turbulentsist kiiluvees. Vaadake kehakujusid ja voolavust.

Viimane takistus ujumisel on nn lainetakistus. Lihtsamalt öeldes tähendab see, et ujudes ja libisedes tuleb vett tõsta raskusjõu vastu. Tekivad lained. See vastupidavus sõltub vee sügavusest, mida üha enam ujujaid kasutab ära ja teeb libisevaid faase palju sügavamas vees.

Hüdrodünaamiline tõste

Hüdrodünaamiline tõste on selgelt nähtav lennuki tiivalt. Lennuki tiiva iseloom on konstrueeritud nii, et selle ümber voolav õhk katab tiiva külgedel erineva pikkusega vahemaid. Kuna õhuosakesed tulevad uuesti tiiva taha, peab tiibu ümbervool toimuma erineva kiirusega. Nimelt: ülaosas kiirem ja allosas aeglasem. See loob tiiva alla dünaamilise rõhu ja tiiva kohal imemisrõhu. Nii et episood võtab lennuki maha.

Sama asi juhtub vees ujujaga, kuid mitte nii ideaalselt.

Seda tõusu illustreerib järgmine näide. Kui lamate vees tasaselt, vajuvad jalad suhteliselt kiiresti.Kui partner tõmbab teid pidevalt vett läbi, põhjustab hüdrodünaamiline ujuvus teie jalad vee pinnal.

Ujumise tegevussuund jaguneb järgmiselt:

vastupanu: Vastu ujumissuunda

Hüdrodünaamiline tõste: Risti ujumissuunaga

Sõit: ujumise suunas

Kehakujud ja vool

Mitte keha esiosa pindala, nagu varem arvati, vaid esikülje pindala ja keha pikkuse suhe mängib veetakistuses kõige suuremat rolli.

Seda saab illustreerida järgmise näitega.

Kui tõmbate veega läbi sama pinnaga silindri ja silindri, on korpuse veekindlus sama, kuid turbulents on märgatavalt erinev.

Seetõttu ei ole termin laup vastupanu täiesti õige, kuna turbulents aeglustab keha tugevamalt.

Viimaste leidude kohaselt on pingviinide spindlikujulistel struktuuridel kõige vähem turbulentsi. Nende kehakujudega kalad on ühed kiiremad ujujad.

Näide tagasivoolust:

Vee kaudu kõndiv inimene tõmbab endaga kaasa tõmmatud elukaaslase tõttu selja taha vee pinnale partneri.

Tõukejõud vees

Veejõud võib läbi pääseda Kuju muutmine keha (uimede liikumine kalades) või Jõuseadmeid loovad konstruktsioonid (Propeller). Mõlema meetodi korral pannakse vesi liikuma ja toimib seega tagasi ujuvale kehale. Vastastikust reaktsiooni nimetatakse abutmendiks.

Kolm vees liikumise põhimõtet on üksikasjalikumalt selgitatud allpool.

1. Survelaba põhimõte:
Näit. Pardijalad: Siin liigutatakse pardi jalad risti liikumissuunaga (tahapoole). Tagaküljel on alarõhk (surnud vesi), mis aeglustab ujuvat keha. Vaja on palju energiat ja tõukejõud on madal.

2. Peegeldav põhimõte:

Näit. Kaheksajalad: Kalmaar kogub oma kehasse vett ja väljutab selle läbi kitsa kanali. See loob kehale sõidu

3. Lülituspõhimõte:

Näit. delfiin: Iga keha taga on kiiluvees pöörlevad massimassid. Enamasti on need pöörlevad veemassid siiski korrastamata ja pidurdavad. Delfiinide abil on veemassid järjestatud kehalaine järgi ja seetõttu võivad need olla tõukejõu jaoks kasulikud. Neid tellitud veemasse nimetatakse keeristeks. Ujumises on aga keha liigutades väga keeruline seadistada veemassi korrapäraseks pöörlemiseks. Jõudlusvahemikus võimaldab see aga väga suuri ujumiskiirusi.

Ajamõisted

Tavapärase ajami kontseptsioon:

Tavapärase ajamikontseptsiooni korral liigutatakse sõitmiseks kasutatavaid kehaosi sirgjooneliselt ja ujumissuunaga vastassuunas (actio = reaktio). Suuri veemasse liigutatakse suureneva kiirusega, kuid vähese tõukejõuga (aeruururid).

Klassikalise ajami kontseptsioon:

Tõukejõud hüdrodünaamilise ujuvuse abil (võrreldes laeva propelleriga).

See ajamkontseptsioon on aga vaieldav, kuna propeller võtab vett alati samalt küljelt ja peopesad ujumisel mitte. Lisaks töötab see ajam ainult pärast teatud jooksupikkust, kuid käe tõmme ujumisel on ainult 0,6-0,8 m.

Vortex-ajami kontseptsioon: (praegu kasutatav mudel)

Jalade ja käte kiiluvees pöörlevad veemassid on viimastel aastatel abutüütide tootjana muutunud üha olulisemaks.

Keerukus luuakse siis, kui veemassid liiguvad paigalseisu imipiirkonda. Võrreldes vaiba kerimisega üritatakse väikesesse ruumi mahutada palju vett. Keerutus ilmub jalgade taga rullikujulise kujuga ja käte taga punutisekujulisena.