. 5, а). Зазвичай ОЦТ тіла плавця (при положенні на спині з витягнутими вздовж тулуба руками) розташований ближче до ніг, ніж центр обсягу витісненої води (центр тиску - ЦД). У цьому положенні нижня частина тіла опускається вниз. Щоб зберегти горизонтальне положення (урівноважитися), слід руки витягнути за головою, що перемістить ОЦТ тіла плавця до головної частини тіла (Мал. 5, б). Якщо в цій позі ноги опускаються вниз, можна підняти кисті та передпліччя над водою, в результаті ЦД переміститься до ніг, але тоді виштовхуюча сила може виявитися менше погружающей і плавець, врівноважить, піде у воду глибше.
Крім того, слід врахувати, що у разі, коли ОЦТ тіла плавця розташований по вертикалі вище, ніж центр обсягу зануреної частини тіла, виникає нестійкий вид рівноваги: ​​найменше відхилення викличе повертаючу пару сил. На умови рівноваги впливають також дихальні рухи, що змінюють об'єм тіла. p> Таким чином, плавучість тіла, урівноваження його у воді залежить від безлічі причин.
Людина, яка вміє плавати, утримується на воді не тільки внаслідок "Пасивної плавучості", а й завдяки багатьом автоматичним малопомітним рухам, що змінює умови статичної плавучості і додає дію підйомних сил. [3]
Динамічна взаємодія тіла плавця з водою.
Сили тиску і тертя в потоці.
Динамічна взаємодія при відносному русі плавця і води обумовлено різницею тисків, а також тертям між тілом і прикордонними шарами води.
Різниця тисків при русі тіла у воді виникає внаслідок змін у самій воді.
Розрізняють лінії струму, в кожній точці яких швидкість частинки води направлена ​​по дотичній. Лінія струму характеризує швидкість різних частинок води в один і той же мить. Не слід змішувати з лініями струму траєкторії частинок води: швидкість частинки води завжди спрямована по дотичній до її траєкторії, однак траєкторія - це слід однієї частинки в послідовні моменти часу, а лінія струму характеризує рух різних частинок в один і той же момент часу. Саме лінії струму і характеризують зміни в потоці води, які створюють різницю тисків.
У невозмущенном потоці (ламінарний плин) лінії струму, обтікаючи тіло, не повертаються назад. У збуреному потоці (турбулентний плин) виникають завихрення. За законом Бернуллі там, де швидкість потоку більше, тиск, перпендикулярне потоку, менше. При обтіканні тіла потік перед ним сповільнюється (поджатие), створюється область підвищеного тиску води на тіло. Ззаду тіла потік відривається від тіла, виникають завихрення, розрідження, створюється область зниженого тиску води на тіло.
Різниця тисків обумовлює лобове опір води. Ця сила спрямована однаково з потоком, і саме в ту ж сторону. Зменшення площі найбільшого поперечного перерізу тіла і поліпшення обтічності (форми тіла) знижують лобове опір. У невозмущенном потоці воно менше, ніж у збуреному. p> Різниця тисків обумовлює і так звану підйомну силу при положенні тіла під гострим кутом до напрямку потоку. Підйомна сила спрямована перпендикулярно потоку. Це поняття аеродинаміки: діючи на крило літака, ця сила підтримує його проти сили тяжіння. При русі всього тіла плавця у воді під тим чи іншим "кутом атаки" підйомна сила дійсно спрямована вгору проти погружающей сили. Що виникає в гребкових рухах так звана підйомна сила найчастіше має напрямок, невертикальною, та й до того ж мінливий, тому доцільніше називати її за змістом дії - нормальна (перпендикулярна напрямку потоку) реакція води (мал. 5, в).
Ця сила спільно з лобовим опором дає рівнодіючу - Повну реакцію води. Складові цієї сили, вертикальні відносно Землі, правильно називати підтримуючими силами, а горизонталь ві - тяговими силами, оскільки вони визначають можливості просування плавця вперед. p> Тиск набігаючого потоку води більше, ніж тиск з протилежного сторони тіла в що сходить потоці. Різниця підвищеного і зниженого тисків обумовлює динамічна дія води, тобто лобове опір і нормальну реакцію води, а отже, і їх рівнодіючу, повну реакцію води. Остання, даючи дві складові (підтримуюча та тягова сили), обумовлює урівноваження тіла у воді по вертикалі і просування тіла плавця вперед щодо гребущей руки. Швидкості плавця і гребка спільно обумовлюють швидкість дії на воду (мал. 5, г).
Сама по собі тягова сила не просуває плавця вперед. Гребущіх ланки і інші частини тіла рухаються відносно один одного у воді в протилежних напрямках. У кінцевому рахунку, руху інших частин тіла вперед щодо води більше, ніж руху гребущіх ланок тому. І ті й інші рухи викликані тягою м'язів, спрямованої на рух проти сил реакції води.
Таким чином, створювана різниця тисків впливає на величину лобового опору і нормальної реакції води, а в цілому на повну реакцію води і, отже, на тягову силу.
Тертя між тілом і водою виникає внаслідок нерівностей поверхні тіла і дії молекулярних сил зчеплення. Сила тертя впливає на лобове опір, а через нього і на повну реакцію води.
З...
