ВИДЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОДЫ.

1.Вступление.

1.1.Внешние и внутренние силы.

Все силы,действующие на тело пловца,условно можно разделить на внешние (возникают при взаимодействии тела со внешней средой) и внутренние( к ним относятся мышечные силы).

При статичном положении тела на него действуют гидростатическая выталкивающая сила и сила тяжести. При движении начинают действовать и другие силы,как то сила лобового сопротивления( или полная сила сопротивления), подъемная сила, сила тяги, топящая сила.

Внутренние силы,а к ним относится мышечные силы, определяют не только положение тела и конечностей, но и их перемещение.Однако, для перемещения одних только внутренних сил недостаточно, вследствие этого перемещение осуществляется только в результате взаимодействия внешних и внутренних сил. Манипулируя конечностями и туловищем, человек встиречает внешнее сопротивление, в результате которого возникают силы, действующие на тело и обеспечивающие его перемещение в воде. Плотность и вязкость воды с одной стороны дают опору, а с другой создают сопротивление, затрудняя продвижение тела.

1.2.Гидродинамические трубы в технике.

Для определения сопротивления тела в технике пользуются специальными приборами и установками.Основным методом определения сопротивления является использование гидродинамических труб. Их применение вызвано сложностями, которые возникают при изучении сопротивления жидкости в подвидной системе координат,когда тело движется в неподвижной воде. В гидродинамических трубах используется принцип обращенного движения, когда всем частицам жидкости сообщают постоянные скорости, равные по величине и противоположные по направлению движения тела. Таким образом тело и связанная с ним система координат становятся неподвижными. Течение жидкости, полученное при этом, называют обращенным или относительным. Однако, при движении тел в жидкости с переменной скоростью как по величине, так и по направлению, принцип обращения не используется,так как действующие в прямом и обращенном движении силы в этом случае не одинаковы.

1.3.Особенности движения тела человека при плавании.

Движение тела человека в воде относится к неравномерному движению. Перепады скоростей в цикле движений различны в разных стилях, наиболее значимы в брассе и дельфине и менее выражены в кроле на груди и спине.Исходя из этого,принцип обращенного движения для анализа сил сопротивления телу человека в воде не применим. Для изучения их требуются устройства для перемещения тела с помощью лебедок.Эти исследования в науке и плавании распространены и дали возможность получить большой исследовательский материал о внешних силах, действующих на тело плавца, в частности материал о сопротивлении воды.

2.Классификация видов сопротивления воды.

При движении тело сообщает ускорение прилегающей к нему массе воды,которое рождает лобовое или общее сопротивление.Лобовое сопротивление,в свою очередь, включает в себя сопротивление формы (Rf), сопротивление трения (Rt) и сопротивление волнообразования (Rv).

2.1.Сопротивление формы.

Наибольшее сопротивление в воде возникает при движении пластины плоскостью вперед.В данном случае перед ней возникает повышенное давление воды,а за плоскостью вода находится в разреженном состоянии. Разность давлений спереди пластины и сзади и энергия, расходуемая на образование вихревых потоков, будет определять величину сопротивления.

Данную величину сопротивления можно уменьшить, если улучшить условия обтекания пластины, поместив за ней полусферу. В данном случае сопротивление снижается за счет уменьшения давления воды перед ней. Если пластину поместить за пластиной, то сопротивление будет еще меньше за счет уменьшения вихреобразования за пластиной. При двух полусферах или при форме цилиндра сопротивление пластины станет меньше, чем пластины без полусфер в 2.2 раза. Наименьшим сопротивлением обладают формы с овальной передней поверхностью и плавно уменьшающиеся в диаметре назад.

Сопротивление формы при оценке техники плавания представляет наибольший интерес,так как на его долю приходится около 70% от общего сопротивления.Несмотря на то, что тело пдавца с точки зрения гидромеханики имеет неправильную форму,все же при определенных положениях туловища и конечностей можно получить благоприятные условия для уменьшения сопротивления.Исследования показали,что наименьшее сопротивление движению тогда, когда тело пловца занимает горизонтальное положение с вытянутыми руками вперед ладонями внутрь и касающимися друг друга.Разведение рук до ширины плеч увеличивает силу сопротивления на 10%,скольжение, при котором руки располагаются вдоль тела и прижаты к туловищу,увеличивает силу сопротивления на 20%.