Учебное пособие написано в соответствии с новой программой по дисциплине «Плавание»
|
Скачать 4.24 Mb.
|
|
где: F ЎЄсила внутреннего трения; А ЎЄ площадь соприкосновения; v ЎЄ относительная скорость граничных плоскостей среды; 32 33 а ЎЄ расстояние между граничными плоскостями; г] ЎЄ динамическая вязкость, коэффициент внутреннего трения. Единица СИ динамической вязкости: [rj] = паскаль-секунду (Па • с) = Н • с/м2 = кг/(мс). Соотношение между единицами динамической вязкости: Кроме понятия «динамическая вязкость» применяются понятия «текучесть» и «кинематическая вязкость». Текучестью (со) называется величина, обратная динамической вязкости: где: г] ЎЄ динамическая вязкость. Единица текучести (СИ): [со] =м2/(Н • с)=1/(Па ЃЎ с). Кинематической вязкостью v называется отношение динамической вязкости к плотности среды: где: г\ ЎЄ динамическая вязкость; р ЎЄ плотность среды. Единица кинематической вязкости (СИ): [v] = м2/с. Соотношение между единицами кинематической вязкости: 1 стоке (Ст) = 10 4 м2/с; 1 сСт = 10'6 м2 /с. Инертность. Частицы жидкости обладают инертностью. Это означает способность частиц сохранять состояние относительного покоя или прямолинейного равномерного движения, пока какая-либо внешняя причина не нарушит этого состояния. В переносном смысле ЎЄ это продолжающееся влияние причин, условий, сил. Это ЎЄ пассивность, неподвижность, бездеятельность. Пассивность частиц жидкости создает трудности для качественной мощной опоры в воде. Поверхностное натяжение жидкости. Из всех удивительных свойств воды наименее известна ее способность образовывать чрезвычайно прочную пленку на поверхности. Поверхностное натяжение обусловлено силами притяжения между молекула- ми. Внутри жидкости они взаимно компенсируются. На молекулы, находящиеся вблизи поверхности, действует некомпен-сируемая результирующая сила, направленная внутрь от поверхности. Поэтому, чтобы переместить молекулу из глубины на поверхность жидкости, надо совершить работу против этой результирующей силы. В результате на поверхности жидкости молекулы обладают определенной потенциальной энергией. Сила поверхностного натяжения воды настолько велика, что на поверхности удерживаются предметы, которые, казалось бы, плавать не должны. Если на поверхность воды осторожно положить стальную иголку или лезвие безопасной бритвы так, чтобы неловким движением не разорвать пленку, эти предметы не утонут. Известно, что жизнь многих насекомых связана с поверхностной пленкой. Они не способны плавать, нырять и никогда не выходят на сушу, они скользят на широко расставленных конечностях, как лыжники по поверхности снега. Надо заметить, что кончики их лапок покрыты множеством волосков. Ученые давно заметили, что чем чище вода, тем больше нужно усилий, чтобы разорвать ее поверхность. Молекулы растворенных в воде веществ (в первую очередь, газов), вклиниваясь между молекулами воды, делают ее менее прочной. Очищенная вода (конечно, не абсолютно) обладает удивительной прочностью. Чтобы разорвать столбик диаметром 2,5 см, нужно приложить силу около 900 кг! (B.C. Сергеев, 1969). Примерно такова прочность некоторых сортов стали. А чтобы разорвать столбик такой же абсолютно чистой воды, нужна сила, равная 95 тоннам! Если бы на Земле где-нибудь были такие условия, по поверхности воды можно было бы ходить или скользить на коньках, как по настоящему крепкому льду. Сегодня трудно в полной мере оценить значение данного свойства воды для технй*ки плавания. Сведений в литературе, по крайней мере по плаванию, нет. Вместе с тем уместно было бы вспомнить, что движения пловца совершаются на поверхности на границе двух сред ЎЄ воды и воздуха. Таким образом, рассмотрены некоторые свойства воды. Разумеется, не все, а лишь некоторые ЎЄ те из них, которые в наибольшей степени определяют технику плавания. Теперь есть возможность с этого базисного уровня более глубоко рассмотреть то, что определяет взаимоотношения пловца с водой. Такой подход позволит наполнить отмеченное знание конкретным практическим содержанием и логически завершит переход от теории к практике. 34 35 Гидростатика Знакомство с гидромеханикой естественно начать с ее наиболее простой части ЎЄ гидростатики. Рассмотрим частный конкретный случай: тело находится в воде неподвижно, при этом на него действуют силы тяжести и силы гидростатического давления. Силы тяжести направлены вертикально вниз, силы гидростатического давления ЎЄ перпендикулярно к поверхности во всех ее точках. Сила тяжести постоянна по величине, приложена к точке, называемой «общий центр тяжести» (ОЦТ), расположенной, как правило, в пределах объема тела и, поскольку сила ЎЄ векторная величина, есть направление вектора ЎЄ вертикально вниз (рис. 3). Разность гидростатического давления на верхнюю и нижнюю части тела обусловливает действие выталкивающей силы. Равнодействующая всех сил гидростатического давления приложена к точке, называемой «общий центр давления» (ОЦД). Вектор силы направлен вертикально вверх. В количественном отношении она равна весу вытесненной жидкости. Это находит свое отражение в известном законе Архимеда. Таким образом, возникает ситуация, когда две силы действуют одновременно и противоположно направлены (см. рис. 3). Если предположить, что силы действуют в одной вертикальной плоскости, то возникает три разных следствия: а) сила тяжести превалирует над выталкивающей силой; б) одна сила уравновешивает другую; в) наоборот, выталкивающая сила превалирует над силой тяжести. Соответственно, тело либо тонет, либо всплывает, либо находится во взвешенном состоянии; в этом случае плавучесть можно характеризовать как отрицательную, нейтральную или положительную. Равновесие может быть устойчивым и неустойчивым. 36 Неустойчивым положение будет тогда, когда ОЦТ окажется расположенным выше ОЦД. Силы приложены к разным точ кам и действуют в разных вертикальных плоскостях, при этом возникает момент вращения. Он бу дет продолжаться до тех пор, пока силы не будут дей ствовать в одной вертикальной пло скости. Рис. 3. Действие сил в воде на неподвижное тело Как выглядит картина относительно горизонтально расположенного человеческого тела? На рис. 3 видно, что ОЦТ расположен в области тазобедренных суставов, а ОЦД ЎЄ выше по позвоночному столбу (ближе к голове). Расстояние между этими точками ЎЄ 8ЎЄ10 см. У женщин оно меньше, чем у мужчин. Чем меньше расстояние между ОЦТ и ОЦД, тем выше горизонтальная устойчивость в воде (плавучесть). Можно ли сблизить эти точки? Можно. Для этого необходимо выполнить сгибание в тазобедренных и коленных суставах (подтянуть колени). Конечно же, это благоприятно для паузы, для отдыха, но не для движения. Для того чтобы при движении тело пловца сохраняло положение горизонтальной плавучести, нужно выполнять компенсаторные движения ногами. Практика показывает, что у квалифицированных пловцов ЎЄ хорошая горизонтальная плавучесть. Многие из них могут достаточно долго находиться неподвижно на поверхности воды в горизонтальном положении. Если же взять обычного человека, то в условиях горизонтального положения он долго находиться не может: его ноги тонут, вытянутое горизонтально тело постепенно переходит в положение «вертикальной плавучести». Плавучесть зависит от целого ряда различных факторов. Среди них: плотность воды, морфотип человека, поза пловца в воде, особенности расположения подкожного жира, степень заполнения легких воздухом и др. Плотность воды зависит от содержания в ней солей. Именно поэтому плавучесть более высокая в морской воде, плотность которой, как правило, выше плотности человеческого тела. Утверждают, что в некоторых местах морского побережья можно свободно, без движений, лежать на воде и даже читать газету. Средняя плотность тела человека определяется соотношением костной, жировой и мышечной тканей. Плотность жировой ткани равна 0,92 ЎЄ 0,94; мышечной ЎЄ 1,04 ЎЄ 1,05. Самая тяжелая ЎЄ костная ткань, особенно трубчатых костей: величина ее плотности в среднем составляет 1,7 ЎЄ 1,9. Во многих случаях высокая плотность связана с тяжелым костяком, большой мышечной массой и малой жировой прослойкой. Преобладание в этом соотношении жировой ткани способствует увеличению плавучести. Жироотложение является для пловцов специфическим признаком, причем интерес представляет не только количествен- 37 ная характеристика подкожного жира, но и тип его распределения. Пловцов отличает пониженное расположение жира на ногах и особый характер его распределения вообще. Возрастная динамика величины подкожного жира у пловцов четко .указывает на присущие полу различия: девочкам свойственна более высокая степень его отложения. В 10ЎЄ11 лет между пловцами ЎЄ мальчиками и девочками ЎЄ нет различий в средней величине кожно-жировых складок, а в 12 лет у мальчиков уровень развития подкожного жира даже выше. Этот факт объясняется разной направленностью динамики гормональных сдвигов и различиями сроков вступления в период пубертатного развития. Наиболее интенсивное увеличение подкожного жира отмечается у девочек при наступлении менструального цикла. У юношей-пловцов изменение массы подкожного жира носит прямо противоположный характер: по мере вступления в пубертатный период отложение жира у них уменьшается. Таким образом, динамика жироотложения отражает гормональные изменения в организме и может служить критерием оценки степени физического развития пловцов. Более стабильный признак ЎЄ величина мышечного индекса пловцов. Несмотря на то что в возрастной динамике всегда есть его изменения, он четко отражает половой диморфизм: во всех возрастных группах у мальчиков и у юношей величина мышечного индекса достоверно выше, чем у их сверстниц, причем с возрастом у мальчиков-пловцов он последовательно возрастает, особенно в 10ЎЄ11 и 13ЎЄ14 лет*. Плавание предъявляет жесткие требования к специфическим для этого вида спорта качествам. В конечном итоге особенности строения тела женщин ЎЄ рельеф тела и его покров, меньший удельный вес, свойственная женской конституции высокая чувствительность кожного анализатора, ЎЄ способствуют лучшей биологической приспособленности к передвижению в водной среде, создают им преимущества в адаптации к специфическим условиям водной среды. У мужчин это находит свое проявление в развитии костяка и мускулатуры, пропорций тела и других особенностей конституции. При анализе признаков телосложения и физической подготовленности пловцов часто используется такой параметр, как активная масса (мышечная масса + масса костной ткани). Любопытно, что в зависимости от плавательной специализации * Т.С. Тимакова, 1985. данный параметр имеет отличия. Так, у специализирующихся в кроле спринтеров активная масса составляет 72,3 % от общей массы тела, у средневиков ЎЄ 72 %, у стайеров ЎЄ 68,4 % (Н.Ж. Булгакова, 1986). Показатель активной массы находится в высокой корреляционной связи с величиной относительной силы спортсмена и, кроме того, определяет характер его физической работоспособности. Процентное содержание жировой ткани у спринтеров выше, чему стайеров. У специализирующихся в кроле на спине относительный вес активной массы составляет 70,5 %, при этом он незначительно отличается от такового у представителей других способов плавания. Жировой ткани у них ЎЄ 8,6 % . Вместе с тем относительный вес костной ткани у них значительно меньше, чем у представителей других плавательных специализаций. По мнению Н.Ж. Булгаковой (1986), это имеет немаловажное значение для успеха при плавании на спине. У специализирующихся в плавании способом дельфин активная масса составляет 71,6 %. Они имеют наибольший относительный вес жировой ткани (11 %) и почти такой же низкий процент костной ткани, как у «спинистов». У мужчин, специализирующихся в комплексном плавании, активная масса составляет 71,4 % . Пловцы, работа которых носит выраженный скоростно-си-ловой характер, имеют большие величины веса тела, обхватных размеров, мышечной массы. К ним относятся кролисты-спринтеры, а также представители дельфина и брасса. Успеха в плавании на спине добиваются спортсмены с сильными руками. Это довольно «легкие» пловцы, у которых по сравнению с представителями спринтерского кроля и дельфина небольшие вес тела и масса мышечной ткани. Специализирующиеся в комплексном плавании (по показателям обхватов, площадей сечений и составу тела) приближаются к специализирующимся в спринтерском кроле, дельфине и брассе. У брассистов средние по величине обхваты пояса верхних конечностей, самые большие обхваты бедра и соответствующих площадей сечений, большие вес тела и масса мышечной ткани. У женщин, специализирующихся в разных способах плавания и на разных дистанциях, разница в составе тела не столь значительна и статистически недостоверна (Н.Ж. Булгакова, 1986). К примеру, величина относительной мышечной и активной тканей у представительниц спринтерских дистанций в кро- 38 39 ле не отличается от таковой у стайеров. Возможно, это признак недостаточной силовой подготовленности спринтеров. Самый большой показатель абсолютной и относительной массы активной ткани имеют брассистки. По таким показателям, как абсолютная масса жировой ткани, спортсменки высокого класса, специализирующиеся в разных способах плавания, не отличаются друг от друга. Жировые складки у них преобладают на задней поверхности плеча, животе, бедрах и голени, отражая тенденцию локализации жировой прослойки у женщин, не занимающихся спортом. Плавучесть зависит от показателя жизненной емкости легких (ЖЕЛ). У мужчин-пловцов высокого класса ЖЕЛ составляет 6,0ЎЄ7,0 л; у женщин ЎЄ 5,0ЎЄ5,5 л. Чем больше ЖЕЛ, тем выше плавучесть. Выделяют возраст наиболее интенсивного прироста показателей ЖЕЛ: 11ЎЄ12 лет для девочек и 13ЎЄ14 лет ЎЄ для мальчиков; соответственно возраст крайне низкой интенсивности прироста: 14ЎЄ15 и 15ЎЄ16 лет. При полном глубоком вдохе плавучесть всегда выше, чем при полном глубоком выдохе. Это обусловлено тем, что масса тела при этом остается такой же, изменяется лишь объем тела: на вдохе, разумеется, он больше, соответственно меньше удельный вес, или плотность тела. По средним данным удельный вес при полном вдохе достигает 0,976; при нормальном вдохе он равен 0,993; при полном выдохе ЎЄ 1,038 г/см3. Удельный вес мужчин-пловцов I спортивного разряда при полном вдохе равен в среднем 0,977, тогда как студентов института физической культуры, не специализирующихся в спортивном плавании, достигает в среднем 0,990. Удельный вес женщин при полном вдохе равен в среднем 0,965; при полном выдохе ЎЄ 1,046. Удельный вес пловцов-стайеров (0,967) меньше, чем пловцов-спринтеров (0,988) (данные Н.А. Бутовича, 1962). Можно ли практическому работнику определить среднюю плотность тела пловца? Можно, если имеется специальная «шахта» (аквариум), где по объему вытесненной жидкости легко рассчитать средний показатель плотности. В лабораторных условиях используется метод биопсии: делается забор кусочка ткани, который в дальнейшем подвергается химическому расщеплению и анализу. Однако наиболее прост тест на плавучесть (рис. 4). После выполнения испытуемым полного глубокого вдоха его фиксируют 40 В положении вертикальной плавучести, руки вверх. Дается качественная оценка: если кисти рук (возможно, и часть предплечий) «выглядывают» изводы, плавучесть человека положительная или относительно хорошая; при отрицательной же плавучести человек полностью скрывается под водой. Если кончики пальцев вытянутых вертикально вверх рук едва касаются поверхности воды, ЎЄ плавучесть нейтральная. Практика показывает, что занимающиеся, предварительно объединенные в пары, с большим удовольствием выполняют это задание. |
Похожие:
 |
Учебное пособие предназначено для бакалавров юридических вузов. Предисловие... Его содержание соответствует государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования по данной дисциплине... |
 |
Учебное пособие по предмету «Автоматизация технологических процессов»... Учебное пособие написано в соответствии с типовой программой по предмету «Автоматизация технологических процессов»для обучающихся... |
|
Учебное пособие по дисциплине «Математики» Учебное пособие по дисциплине «Математики» разработано в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного... |
|
Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями фгос спо,... Учебное пособие для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования |
|
Учебное пособие Больничная гигиена Москва Российский университет... В пособии представлены основные разделы больничной гигиены. Учебное пособие подготовлено в соответствии с программой по специальности... |
|
Учебное пособие Тольятти 2011 г. Авторы: Савкин С. А., Рынгач В.... Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих предмет «Артиллерийская разведка». Он составлен в соответствии с программой... |
|
Учебное пособие ппи, 2008 104 с.: ил. Учебное пособие по дисциплине... Учебное пособие по дисциплине «Конструкторско-технологическое обеспечение производства эвм» предназначено для студентов Псковского... |
|
Учебное пособие «Русский язык и деловая документация» подготовлено... Пособие содержит теоретический материал по темам курса, вопросы для проверки знаний, упражнения для практической отработки навыков... |
|
Учебное пособие по дисциплине «медицина катастроф» Учебное пособие подготовили доценты Астапенко В. П., Кудинов В. В., Волкодав О. В., Кобец Ю. В |
|
Учебное пособие по дисциплине «медицина катастроф» Учебное пособие подготовили доценты Астапенко В. П., Кудинов В. В., Волкодав О. В., Кобец Ю. В |
|
Учебное пособие соответствует примерной учебной программе по дисциплине... Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Педиатрия» |
|
Учебное пособие по дисциплине "Технология производства и ремонта... Проектирование процессов сварки и наплавки деталей вагонов. Учебное пособие по дисциплине "Технология производства и ремонта вагонов".... |
|
Учебное пособие для самоподготовки по дисциплине «Организация и экономика фармации» Учебное пособие для самоподготовки по дисциплине «Организация и экономика фармации» предназначено студентов III курса по специальности... |
|
Компьютерные коммуникации в культуре учебное пособие по английскому языку Учебное пособие предназначено для развития навыков и умений устной речи. Пособие включает 8 тем, 21 текст, словарь. Текстовый материал... |
|
Компьютерные коммуникации в культуре учебное пособие по английскому языку Учебное пособие предназначено для развития навыков и умений устной речи. Пособие включает 8 тем, 21 текст, словарь. Текстовый материал... |
|
Учебное пособие по дисциплине «Основы латинского языка с медицинской терминологией» Учебное пособие может быть использовано на практических занятиях осеннего семестра студентами отделений: 34. 02. 01 «Сестринское... |