Undang-undang fizikal dalam berenang

takrif

Dengan undang-undang fizik, usaha dilakukan untuk meningkatkan dan mengoptimumkan gaya renang individu. Ini termasuk daya apung statik, daya apung hidrodinamik dan pelbagai cara bergerak di dalam air. Ia menggunakan prinsip biomekanik dan fizik.

daya apung statik

Hampir semua orang berjaya melayang di permukaan air tanpa bantuan daya apung. Penurunan berat badan ini disebabkan oleh daya apung statik.

Contohnya, jika badan tenggelam di dalam air, ia mengalihkan sejumlah air. Daya apung (daya apung statik) bertindak pada badan ini.

  • Keapungan statik sepadan dengan berat badan yang dipindahkan dari segi jisim air
  • Keapungan statik bertentangan dengan kekuatan berat. (ke atas)

Contohnya, di dalam air ada kemungkinan perenang berjongkok dengan mudah diangkat oleh orang yang jauh lebih lemah. Sekiranya anda mengangkat sebahagian badan dari air, daya apung statik akan menurun dan pengangkatan menjadi lebih sukar.

Penyedutan dalam meningkatkan jumlah paru-paru dan dengan itu jumlah keseluruhan badan dan daya apung statik meningkat.

Contohnya, perenang terapung menghembus nafas dan tenggelam ke dasar.

Berat spesifik (ketumpatan badan) sangat menentukan daya apung badan di dalam air. Semakin besar ketumpatan badan, semakin banyak badan tenggelam di dalam air. Atlet dengan tulang berat dan banyak otot mempunyai ketumpatan yang lebih besar dan tenggelam lebih banyak, dan dengan itu mempunyai kekurangan ketika berenang. Berbanding dengan lelaki, wanita mempunyai lebih banyak tisu lemak subkutan dan dengan itu mempunyai daya apung statik yang lebih besar dan kedudukan yang lebih baik di dalam air.

daya apung statik dan kedudukan air

Lokasi di perairan sangat penting untuk berenang panjang dan cepat. 2 titik serangan fizikal penting untuk keadaan air yang betul. Di satu pihak, pusat graviti badan (KSP) dan pusat isipadu (VMP). KSP manusia terletak kira-kira pada ketinggian pusar dan merupakan titik penerapan daya berat ke bawah. VMP adalah titik aplikasi untuk daya apung statik dan kerana dada besar ia berada pada ketinggian dada. Di air, KSP dan VMP saling berpindah. Contoh: Sebuah kuboid (setengah styrofoam, setengah besi) tidak terletak di permukaan air, tetapi logam separuh tenggelam, dan kuboid itu menegak, dengan sisi styrofoam ke atas.

Sama dengan kuboid, prinsip ini berfungsi dengan tubuh manusia. KSP dan VMP saling mendekati dan akibatnya kaki tenggelam dan badan semakin menegak di dalam air.

Penting! Kaki yang tergantung terlalu jauh di dalam air tidak menghasilkan dorongan dan meningkatkan daya tahan air, iaitu kaki ke permukaan.

Untuk mengelakkan menurunkan kaki, disarankan di satu pihak untuk bekerja dengan pernafasan diafragmatik / perut dan bukannya pernafasan dada ketika berenang, sehingga VMP diadakan sedekat mungkin dengan KSP, dan di sisi lain untuk menjaga kepala anda di dalam air dan merentangkan tangan anda ke depan. Ini mengakibatkan pergeseran kepala KSP ke arah VMP.

Undang-undang untuk badan yang tergelincir di dalam air

Tubuh yang bergerak di air menimbulkan pelbagai kesan rumit yang mesti dijelaskan untuk memahami berenang.

Angkatan yang timbul di dalam air dibahagikan kepada pengereman dan penggerak.

Keseluruhan daya tahan tubuh manusia dalam air terdiri daripada tiga bentuk:

Rintangan geseran berpunca dari fakta bahawa zarah air individu ditarik sepanjang jarak tertentu pada kulit perenang (Aliran lapisan sempadan). Gesekan statik yang disebut ini berkurang dengan jarak yang semakin jauh dari perenang. Ketahanan geseran ini bergantung pada struktur permukaan, itulah sebabnya dalam beberapa tahun kebelakangan ini orang semakin menggunakan pakaian renang geseran rendah dalam berenang.

Rintangan yang paling penting untuk berenang adalah ketahanan bentuk. Di sini, zarah air digerakkan melawan arah pergerakan / berenang dan mempunyai kesan brek pada perenang. Ketahanan bentuk bergantung pada bentuk badan dan pergolakan air ketika bangun. Lihat bentuk dan aliran badan.

Rintangan terakhir ketika berenang adalah ketahanan gelombang yang disebut. Secara sederhana, ini bermaksud bahawa dengan berenang dan meluncur, air mesti diangkat melawan graviti. Gelombang timbul. Ketahanan ini bergantung pada kedalaman air, yang semakin banyak perenang memanfaatkan dan melakukan fasa gelongsor di air yang jauh lebih dalam.

Pengangkatan hidrodinamik

Lif hidrodinamik dapat dilihat dengan jelas dari sayap pesawat. Sifat sayap pesawat dirancang sedemikian rupa sehingga udara yang mengalir di sekitarnya meliputi jarak dengan panjang yang berbeza di sisi sayap. Oleh kerana zarah-zarah udara bersatu kembali di belakang sayap, aliran di sekitar sayap harus pada kelajuan yang berbeza. Yaitu: lebih pantas di bahagian atas dan lebih perlahan di bahagian bawah. Ini mewujudkan tekanan dinamik di bawah sayap dan tekanan sedutan di atas sayap. Jadi episod turun dari pesawat.

Perkara yang sama berlaku pada perenang di dalam air, tetapi tidak begitu sempurna.

Lift ini digambarkan dengan contoh berikut. Sekiranya anda berbaring di atas air, kaki anda akan tenggelam dengan cepat.Tetapi, jika anda selalu ditarik melalui air oleh pasangan, daya tarikan hidrodinamik menyebabkan kaki anda dijaga di permukaan air.

Arah tindakan dalam berenang dibahagikan seperti berikut:

rintangan: Melawan arah berenang

Pengangkatan hidrodinamik: Tepat pada arah berenang

Pandu: Ke arah berenang

Bentuk dan aliran badan

Bukan kawasan frontal badan, seperti yang diasumsikan sebelumnya, tetapi nisbah kawasan frontal dengan panjang badan memainkan peranan yang paling penting dalam daya tahan dalam air.

Ini dapat digambarkan dengan contoh berikut.

Sekiranya anda menarik pinggan dan silinder dengan muka yang sama melalui air, rintangan air di hadapan badan adalah sama, tetapi pergolakan ketika bangun jauh berbeza.

Oleh itu, istilah rintangan dahi tidak sepenuhnya betul, kerana pergolakan pada waktu tidur memperlahankan badan dengan lebih kuat.

Menurut penemuan terbaru, struktur penguin berbentuk gelendong mempunyai pergolakan paling sedikit setelah terjadinya. Ikan dengan bentuk badan ini adalah antara perenang terpantas.

Contoh aliran balik:

Seseorang yang berjalan melalui air menarik rakan yang berjongkok di permukaan air di belakangnya kerana kesan sedutan yang dihasilkan.

Dorongan di dalam air

Dorongan di dalam air dapat dilalui Perubahan bentuk badan (pergerakan sirip pada ikan) atau oleh Konstruksi menghasilkan dorongan (Baling-Baling). Dalam kedua kaedah, air digerakkan dan dengan itu bertindak kembali ke badan terapung. Tindak balas timbal balik disebut penggabungan.

Tiga prinsip pergerakan di dalam air dijelaskan dengan lebih terperinci di bawah.

1. Prinsip pengayuh tekanan:
Cth. Kaki itik: Di sini kaki itik digerakkan tegak lurus ke arah pergerakan (ke belakang). Di bahagian belakang terdapat tekanan negatif (air mati), yang melambatkan badan terapung. Banyak tenaga diperlukan dan penggeraknya rendah.

2. Prinsip reflektif:

Cth. Gurita: Sotong mengumpulkan air di badannya dan mengeluarkannya melalui saluran sempit. Ini mewujudkan pemacu pada badan

3. Prinsip undulasi:

Cth. ikan lumba-lumba: Di belakang setiap badan, jisim air berpusing berlaku ketika bangun. Walau bagaimanapun, dalam kebanyakan kes, jisim air berputar ini tidak teratur dan mempunyai kesan brek. Dengan lumba-lumba, jisim air disusun oleh gelombang badan dan oleh itu dapat berguna untuk penggerak. Jisim air yang dipesan ini disebut pusaran. Namun, ketika berenang, sangat sukar untuk mengatur jisim air dalam putaran yang teratur dengan menggerakkan badan. Walau bagaimanapun, dalam julat prestasi, ia memungkinkan kelajuan berenang yang sangat tinggi.

Konsep pemanduan

Konsep pemacu konvensional:

Dengan konsep pemanduan konvensional, bahagian badan yang digunakan untuk menggerakkan digerakkan dalam garis lurus dan ke arah yang bertentangan dengan arah renang (actio = reactio). Jisim air yang besar digerakkan dengan kelajuan yang meningkat tetapi dengan sedikit penggerak (pengukus dayung).

Konsep pemacu klasik:

Penggerak dengan daya apung hidrodinamik (berbanding dengan baling-baling kapal).

Walau bagaimanapun, konsep pemacu ini kontroversial kerana baling-baling selalu menerima air dari sisi yang sama dan tapak tangan tidak ketika berenang. Selain itu, pemanduan ini hanya berfungsi setelah jangka waktu tertentu, tetapi tarikan lengan ketika berenang hanya 0.6-0.8 m.

Konsep pemacu Vortex: (model yang digunakan sekarang)

Jisim air yang berputar setelah kaki dan tangan menjadi lebih penting sebagai pengeluar penyangga dalam beberapa tahun kebelakangan.

Suatu pusaran dibuat apabila jisim air bergerak dari genangan ke kawasan penyedut. Percubaan dilakukan untuk menampung banyak air di ruang kecil, dibandingkan dengan menggulung karpet. Pusaran muncul di belakang kaki sebagai bentuk roller, dan di belakang tangan sebagai bentuk jalinan.

Maklumat lanjut

Di sini anda boleh mendapatkan lebih banyak maklumat mengenai berenang:

  • berenang
  • Berenang lumba-lumba
  • Berenang gaya bebas
  • Pukulan belakang
  • Sakit Payudara

Semua topik yang telah diterbitkan dalam bidang perubatan sukan boleh didapati di bawah: Perubatan sukan A-Z