想要游得快,不止刮体毛这么简单

来源:科普中国-科教

2024-07-29 14:25:15

生活中很多人都会游泳,所以对这项运动的原理大概都比较熟悉,它是利用水的支撑与反作用力来推动身体整体向前的,要想游得快,除了增强专业技能,便是减弱各种阻力因素了,毕竟这一增一减,效果翻倍!这“增”属于技术范畴,我们就暂不讨论,今天,胖科主要带大家从“减”出发,利用力学原理,看看运动员如何“做减法”!(能文能武,文体两开花,运动员都这么厉害的吗!)

游泳比赛过程中,我们常常会看到运动员都是头戴泳帽,身穿泳衣,甚至就连体毛都刮的干干净净,难道比赛对运动员的穿着打扮还有统一要求吗?那当然不是,戴泳帽、穿泳衣、刮体毛都是“做减法”的其中一条途径——减少表面阻力。

就像乒乓球与球拍接触会产生摩擦力一样,水与身体接触也会产生摩擦力,这便是表面阻力,这是不可避免的,带泳帽、穿泳衣、刮体毛就是为了减小这种摩擦力而存在。有人会说,体毛的含量才能有多少,刮与不刮真的这么重要吗?胖科在这里想说的是,在参加各类世界性质的比赛时,0.1秒或者0.01秒都有可能造成你与奖牌失之交臂,所以,只有做好万全的准备,才能增加你夺冠的几率,任何一点细枝末节都不能粗心大意。

当然,刮体毛属于小细节上的注意事项,历史上还有一种被称为“科技兴奋剂”的大家伙——鲨鱼皮泳衣,说起它的威力,游泳界不知道的人估计没有几个。之所以取名为“鲨鱼皮泳衣”就是因为它的设计灵感确实来源于鲨鱼(就是这么的直白),鲨鱼的皮肤表面上分布着许多的齿状突起,它们能够保持好的水流流态,并产生具有卷吸作用的稳定涡流,可以有效减少表面摩擦阻力,让鲨鱼更为顺畅地在水中游动。

鲨鱼皮泳衣就是模拟其表皮结构,为运动员减少阻力。但自从“鲨鱼皮泳衣”问世以来,对于它的争议声音就没有断过,为了保证竞赛的公平性和纯粹性,最终被国际泳联禁用。

虽然现在的泳衣没有鲨鱼皮泳衣这么的“高科技”,但都有一个共同的特点——特别紧,细心的观众肯定会注意到,这些运动员的泳衣都特别紧,就好像是一个成年人非要塞进小孩儿衣服里一样,穿起来麻烦,脱起来更麻烦,每次看他们拽泳衣,胖科隔着屏幕都能感觉到疼……

为了解开这个疑问,就不得不提起另一个需要“做减法”的阻力存在——形状阻力。运动员在游进的过程中,必须用身体挤开前面的水才能前进,在这个过程中受到的力就是形状阻力。

想要感受这种力的小伙伴们可以把手放在静水中,然后向前摆动手臂,此时感受的力便是形状阻力了。我们一只小小的手臂都能如此明确的感受到力的存在,运动员整个身体都在水中,那感受到的阻力可想而知。

明确了阻力原理,泳衣之所以穿的这么紧的原因也就不言而喻了:一是为了让身材变得略扁平,打造流线型身姿,从而减少阻力;二是泳衣的高挤压度可以减少肌肉振动,避免肌肉振动在皮肤表面产生褶皱从而影响身体流畅性,减少无效的耗能,提高爆发力。总而言之,打造流线型身姿是穿泳衣的一大目的。

除此之外,在游泳过程中,还要避免除了必要动作之外的其他的动作,尽量减少挡水截面,并且在游进的过程中,尽量保持稳定平衡,防止上下起伏和左右扭摆等情况的发生。这样才能有效减少形状阻力的发生。

了解完了前面这两种阻力,咱们再集中精力来看看被称为“运动员快速游进的最大障碍”的阻力——波浪阻力。

“力”如其名,波浪阻力就是由波浪产生的力。运动员在水中游进时,会感受到由波浪产生而形成的阻力,这种力无法避免,且只要运动员在水与空气的共界面附近运动,就会受到这种力的影响。

既然这种力由波浪产生,那么“减法”也就得从波浪入手。制造波浪需要人提供的动能,假设运动员不再为波浪提供动能,那么也就无所谓波浪之说了,自然这是理想状态,在真正的实际操作过程中,运动员只能通过“少提供”的方式来减小阻力。

这就需要运动员在水中的运动轨迹横截面尽可能的窄,就像在生活中常见的船都是下面尖尖的一样,运动员占据的路线越窄,波浪就越小,阻力也就越小,这也就是为什么在自由泳比赛中,运动员多处于侧卧位的原因。

除此之外,波浪总是在水面附近产生,在一定范围内,随着深度的加深,波浪也就越小,波浪阻力的影响也会随之减弱,所以,在比赛中,我们常常能看到运动员一般都在水下潜游很长时间才露出水面,这也是为了尽可能的减少阻力。

看到这里,胖科不仅要感叹一声,这“减法”做的谁看了还不说一声“牛”!

胖科在比赛中看到有蝶泳、自由泳、仰泳等多种泳姿,小伙伴你们最擅长的泳姿是什么样的呀~

创作团队:中国科技馆新媒体团队

责任编辑:李娇

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