Научно-теоретические основы техники плавания Лекция для студентов ПИФК

Научно-теоретические основы техники плавания Лекция для студентов ПИФК

План лекции Ø Понятие техника плавания Ø Термины и понятия Ø Свойства воды Ø Основные понятия и закономерности статического плавания Ø Основные понятия и закономерности динамического плавания

Техника спортивного плавания n Это регламентированная правилами соревнований рациональная система движений, позволяющая пловцу наилучшим образом реализовать свои двигательные возможности в высокий результат в данном спортивном способе плавания n Данное понятие включает в себя форму, характер движений, взаимосвязь движений, а также умение наилучшим образом координировать и использовать для продвижения вперед все внутренние и внешние силы, действующие на тело

Технику плавания определяют следующие факторы: n Правила соревнований n Законы физики и характерные особенности плавания как физического действия и вида спорта n Цикличность движений n Анатомическое строение тела n Физиологические функции организма

Общая для всех регламентированная правилами соревнований техника спортивного плавания обусловлена: • а)структурой движений: их формой, характером, направлением и направленностью; структуру, как совокупность устойчивых связей, обеспечивает цикличность движений и составляющие цикл элементы техники плавания; • б) элементы техники - положение звеньев тела пловца в потоке воды; траектория движений звеньев тела пловца (рук и ног); дыхание и основные моменты согласования; • в) по форме движения цикла могут быть круговые, хлыстообразные, толчковые, ударные, скрестные; по характеру – попеременные, одновременные, разновременные и разнонаправленные; по направлению – вперед, назад, вниз, вверх, в стороны; • г) все движения цикла по направленности разделяются на гребковые и подготовительные:

Индивидуальная манера • Выражает индивидуальную технику и строится с учетом и на основе индивидуальных антропометрических показателей (роста, веса, длинны и поперечных размеров тела, длины конечностей и площади гребущих поверхностей, ЖЕЛ).

Термины и понятия Направления движения Вперед - движение в направлении продвижения пловца Назад – противоположно продвижению пловца В сторону – влево или вправо от линии движения Вниз – движение по направлению действия силы тяжести Вверх – движение противоположно направлению действия силы тяжести

Оси тела • Продольная ось – проходящая вдоль тела пловца спереди назад • Поперечная ось – проходящая через тело пловца слева направо в области поясничного позвонка • Вертикальная – проходящая через тело сверху вниз

Плоскости • Горизонтальная – параллельная поверхности воды • Фронтальная – вертикальная плоскость, проходящая в поперечном относительно движения пловца направлении • Сагиттальная (боковая) – вертикальная, проходящая в направлении спереди назад

Специальные термины • Центр тяжести (ЦТ) – точка приложения • • равнодействующей сил тяжести, действующих на твердое тело. Положение ЦТ твердого тела совпадает с положением его центра масс. Центр давления (плавучести) – ЦД – точка приложения равнодействующей сил, действующих на тело, покоящееся ли движущееся в жидкости или газе. Угол атаки тела (α) – угол между направлением движения равнодействующей сил, действующих на тело и его продольной осью. Положительный, если направлен вверх и отрицательный, если вниз Траектория – линия, которую описывает точка тела при своем движении. Угол атаки плоскости (α) – угол между плоскостью и траекторией её движения

Специальные термины (продолжение) • Движитель – это совокупность звеньев тела, механически • • • взаимодействующих с водой для создания движущей силы «Миделево» сечение (мидель) – плоскость проекции находящегося под водой тела на фронтальную плоскость – контур тела. Цикл – совокупность повторяющихся друг за другом движений между смежными исходными положениями. Темп – количество движений в единицу времени Ритм – соотношение времени выполнения движений в цикле, а также отдельных циклов. Существует межцикловая и внутрицикловая аритмия. «Шаг» - расстояние проплываемое пловцом за один цикл

Свойства воды • Вязкость – оказывает сопротивление усилиям • на сдвиг. Плотность – это масса воды в единице объема (кг/м³). Плотность пресной воды при t = 4 ° составляет 1000 кг/м³ Плотность соленой воды при t = 4 ° - от 1010 до 1030 кг/м³ • Удельный вес воды – вес единицы объема. • (1000 к. Г/м³ или 9815 н/м³) Сжимаемость воды – свойство уменьшаться в объеме. В результате сжатия возникает гидростатическое давление. Единицей давления в системе СИ является 1 к. Г/м² или н/м ²

Положительная и отрицательная плавучесть В зависимости от соотношения величины выталкивающей силы и веса, тело может находиться в трех положениях: Если выталкивающая сила больше веса, то тело обладает положительной плавучестью и Q>P плавает, лишь частично погрузившись в жидкость. Q=P Q

Удельный вес тела человека Кости: сплошные 1, 70 -1, 90, полые - 1, 06 -1, 16 г/см 3 Мышцы 1, 04 -1, 08 г/см 3 Жир 0, 92 -0, 96 г/см 3 Плавучесть человека зависит от удельного веса тела и удельного веса воды. Удельный вес зависит от индивидуальных анатомических особенностей (состава тела). Тело человека состоит из разных по плотности тканей Чем меньше удельный вес тела, тем лучше плавучесть

Удельный вес тела человека На величину удельного веса тела человека влияют размеры легких человека (ЖЕЛ), строение трахеи и носоглотки Удельный вес изменяется при вдохе и в выдохе Удельный вес составляет: при полном вдохе – 0, 99 г/см 3, при полном выдохе – 1, 09 г/см 3. У женщин удельный вес в среднем меньше, чем у мужчин, у детей - меньше, чем у взрослых Вес тела человека в воде приравнивается к 2 – 3 кг.

Давление на пловца при погружении На поверхность тела, погруженное в воду, действует гидростатическое давление, которое возрастает с глубиной погружения (боль в ушах на глубине и т. п. ) Давление на тело человека при спортивном плавании: При плавании спортсмен находится на глубине 0, 2 м На его тело действует гидростатическое давление величиной примерно 400 кг При нырянии на глубину 10 м эта величина составит около 20 тонн

Основные понятия и закономерности статического плавания • Эффективность техники плавания определяют • • • различные факторы и отражают действие основных законов механики и гидродинамики Закономерности статического плавания связаны с силами гидростатического давления Эти силы действуют на любую поверхность тела, погруженного в воду Силы давления воды всегда направлены перпендикулярно к поверхности тела и возрастают с глубиной

Равновесие тела в воде Q (выталкивающая сила) Центр тяжести P Центр давления (сила тяжести) Разность сил статического давления воды на нижнюю и верхнюю части тела, полностью погруженного в воду, обуславливает возникновение выталкивающей силы воды.

Равновесие тела в воде Q (выталкивающая сила) Центр тяжести P Центр давления (сила тяжести) Эта сила равна весу жидкости в объеме погруженной части тела, направлена вертикально вверх и приложена в центр тяжести этого объема (закон Архимеда). Центр тяжести вытесненного объема воды часто называют центром давления и именно к этой точке приложена выталкивающая сила.

Равновесие тела в воде Вращение пловца относительно поперечной оси обусловлено различным расположением центра давления (объема) и центра тяжести (масс)

Основные понятия и закономерности динамического плавания • Двигаясь в воде, тело пловца обтекается потоком, причем сопротивление воды зависит от скорости движения пловца, формы его тела и угла атаки.

• Закон Бернулли устанавливает зависимость между скоростью потока и давлением в нем. «Где скорость потока больше, давление меньше; где скорость потока меньше, давление больше. Причем скорость потока больше во столько раз, во сколько раз площадь его сечения меньше»

Гидродинамическое сопротивление • Динамическое взаимодействие тела пловца с водой зависит от скорости движения тела относительно воды Это взаимодействие обусловлено возникновением сил внутреннего трения и давления При перемещении пловца в воде тело испытывает гидродинамическое сопротивление, направленное в сторону, противоположную движению. Гидродинамическое сопротивление обычно разделяют на три составляющих: • сопротивление трения • сопротивление волнообразования • сопротивление давления

Сопротивление трения Обусловлено тем, что слой жидкости, прилегающий к телу, «прилипает» к его поверхности и движется с той же скоростью. Вследствие вязкости воды этот движущийся слой увлекает за собой следующий и т. д. v 2 v 1 v 3 v 4 v 5 Скорость в каждом последующем слое плавно снижается Плохо подогнанный плавательный костюм изготовленный из грубой ворсистой ткани, волосяной покрой пловца и т. п.

Для уменьшения сопротивления трения, нужно добиваться более высокого положения тела при плавании, что увеличивает площадь несмоченной поверхности, что можно достичь: Ø Повышением эффективности гребковых движений; Ø Улучшением индивидуальной плавучести ( за счет развития аппарата дыхания); Ø Использованием водоотталкивающих тканей для костюма.

Сопротивление давления или вихреобразования (формы) При движении тела в потоке воды возникают области повышенного и пониженного давления Область повышенного давления - впереди тела, пониженного – позади тела, где возникает вихреобразование (эта разность давлений и будет характеризовать величину сопротивления давления). На сопротивление давления (формы) приходится около 70% общего гидродинамического сопротивления, которое зависит от собственно формы (профиль пловца) или от площади поперечного сечения пловца и положения тела

Площадь поперечного сечения пловца На величину сопротивления давления главным образом влияют площадь наибольшего сечения (мидель) тела и форма (профиль продольного сечения) тела. В спортивном плавании сопротивление формы зависит от узкой специализации пловца

Площадь поперечного сечения тела пловца при скольжении под водой в вытянутом горизонтальном положении и при плавании брассом

Сопротивление волнообразования Когда пловец скользит по поверхности воды, уровень воды перед ним у линии головы и плеч повышается, а рядом с туловищем понижается. Следующий гребень волны обычно располагается за тазом. Образование вихрей происходит в тех местах, где тело резко меняет форму – в области головы, плеч, коленных суставов и т. п. Чем меньше величина колебаний тела, тем меньше величина волнообразного сопротивления

Сила гидродинамического сопротивления Результирующая сила реакции воды R препятствующая продвижению пловца вперед называется – силой гидродинамического сопротивления Rх – лобовое сопротивление Rу – подъемная сила R Rу Направление движения пловца Rх Угол атаки

Сила гидродинамического сопротивления n n Главная сила, препятствующая продвижению пловца вперед является Rх – лобовое сопротивление. Зависит от формы и обтекаемости тела, его положения относительно потока воды (угол атаки) ≈ Ориентацию тела пловца во время движения характеризуют углом атаки, т. е. углом между продольной осью тела и направлением движения n С увеличением угла атаки возрастает лобовое сопротивление n Угол атаки является положительным, если плечевой пояс расположен выше таза, и отрицательным, если он находиться ниже таза n Угол атаки тела постоянно изменяется внутри цикла Направление движения пловца Rх Угол атаки

Факторы, влияющие на гидродинамическое сопротивление n n Положение тела n Наилучшая обтекаемость свойственна позе скольжения (если руки прижаты к бедрам, стопы полностью разогнуты, ноги разведены на ширину плеч, то обтекаемость ухудшается). n Повороты тела за счет движения ног и корпуса увеличивают сопротивление. n Увеличение угла атаки на 1° увеличивает торможение примерно на 1%. Антропометрические показатели n Чем выше площадь максимального поперечного сечения тела, окружность грудной клетки и головы, тем больше сопротивление. n С увеличением соотношений объема и массы тела сопротивление растет.

Основные понятия и закономерности динамического плавания

Техника плавания развивается и совершенствуется в соответствии с : n n Целями, условиями и правилами соревнований; С общими законами биомеханики и гидродинамики Морфологическими особенностями организма пловцов; Движение пловца вперед происходит за счет гребковых движений руками, ногами, туловищем n Основные опорные плоскости – кисть и стопа n Эффективность гребковых движений зависит от формы рабочих звеньев, их траектории, ориентировки в потоке воды, распределения усилий по ходу гребка