游泳的推动力

游泳的推动力发布时间：2009年05月25日浏览次数：138（一）游泳时身体所受的力身体在水中静止时水对身体各方面的压力的合力等于零。

只是浮力与重心相互作用。

当运动时臂或腿对水所施的力叫“作用力”，而水对臂或腿动作的支撑力叫“动作的反作用力”或“水的支撑作用力”。

臂、腿或其它部位产生的有助身体前进的力作用于身体重心时，总称“推动力”，而由此引起水的限制力总称“阻力”（见图四）。

图四以上三对力是相互依存、相对作用的，其实质是作用力与反作用力在不同情况下的两种解释，只是根据环境介质特点有所差异。

（二）游泳时动力效果的特点1、作用力与反作用力的差异：在水中动作效果与陆上不完全相同，虽然水的粘滞力内聚作用对物体运动有一定抗力，但其内聚力对特体运动的抗力很小，当运动力大于水的内聚力时，水即有部分按物体运动方向流动。

或根据压力变化流向低压区，故部分动力被水流转移，从而使动力分散。

故得不到像陆地上固定支撑的效果，得不到与作用力大小相等的反作用力，其削弱程度取决于肢体的姿势和速度。

又因人体的肢体形状属不规则型体，做动作时划水面会与划动方向产生偏角，其反作用力方向多是相对水流与挡水面仰角构成的合力，或与绕流形状形成的合力方向，故反作用力的方向也不完全与作用力方向一致。

2、惯性作用的差异：由于水的密度和粘滞力关系，动作起动时难以得到冲量效果，即使运动体的流线性很好，也会因本身的和水的惯性作用与水的粘滞力使起动速度迟缓，难以体现股肉爆发力，从而使动作由静到动的加速过程延长，身体在无连续动力推动下速度递减也快。

其程度取决于身体受阻程度和划水效果之差，例如游爬泳时前一次划水后身体速度为1.88米/秒，至后一次划水前仅半秒钟其速度降为1.55米/秒。

因而技术中要改进身体姿势来延续已获得的动力惯性的消退，所以就要使动作配合的衔接更加合理，并且应使对身体的推动力相继生效，维持较均匀的速度，减小划水必须加速的能耗。

3、作用力的合力（压力中心）点：陆上运动由于空气密度很小，一般只考虑作用力点与被作用力点的关系，而肢体在运动过程中受介质形成的力可忽略。

如推铅球时只考虑球对手的阻力，而臂在挥摆时受空气影响可不计。

游泳时由于水的密度要大于空气800余倍，当臂划水时上臂、前臂和手都将在不同阶段根据形状、速度和方向形成不等的阻力，得到不等的支撑效果并构成一个合力，通过臂作用于身体重心。

由于臂各部位在不同阶段受阻不同，这个合力点的位置也随动作而变化。

这个合力点称为“压力中心”。

以爬泳划水为例（见图五）。

根据角速与线速关系，臂划水时半径越长线速越大的解释，手的速度要大于前臂，前臂要大于上臂。

在形状上手的阻力最大，前臂在高肘阶段会比开始增加，上臂阻力最小。

当手由M划至N点时，臂的合力点“压力中心”在手腕部。

当手臂划水屈肘后形成高肘姿势，前臂和手同连同方向划至P点，前臂效果增大，图中A与B的合力为D，D与C的合力为E，这个点在高肘时要上移至前臂下端，即臂划水的压力中心点。

它是随划水技术而改变而改变位置的。

为了使身体获得前进速度，就必须取得向后的支撑，无论以哪个方向划动为主都应使压力中心沿身体的下面后划，使此合力点效果指向运动前方。

因而手在划水中既不是沿直线划动，而是围绕身体中线的垂面从一侧划向另一侧，在划水中部手要划过身体中线（见图六）。

图六任何游泳技术，都是要求臂手划水合力点压力中心效果即是推动力的方向。

为了使它在主要划水阶段有较稳定的方向，躯干、手和臂就得不断地调整改变方向来保证。

由于人体结构关系，在三度效果中只能保证主要分力指向运动前方，其他分力产生的不利因素必须通过其他部位动作加以平衡。

爬泳划水要取得前进效果，躯干转动和手臂配合在后划中要有左右调整，使压力中心沿身体下面向后作用，这样可以减少左右分力的影响，其上下分力可靠本身重力、浮力及其他动作平衡。

仰泳手在体侧划动，它要求压力中心轨迹与重心处在相近水平面上，在推动身体前进同时避免过大的上下分力影响，用其他动作平衡侧向力。

同时划水技术侧向力已自行平衡，压力中心轨迹在划水主要阶段应保持与重心在相近水平面上，减少上下分力形成的起伏影响。

（三）游泳推动力效果效果分析身体各部运动形成的力，无论是有助前进的或影响前进的，都将通过肢体作用于身体重心，当有助身体前进的动力占优势时，身体即会按力的议长前进，这些力的合力称为“推动力”。

1、纵向划水和横向划水：游泳时动力来源包括以纵向划水和横向划水中有助身体前进的成分，它必须取得水的支撑作用，并指向身体运动的前方。

动力产生于身体重心以后部分对重心起推的作用，产生于重心前部分起拉的作用，总称为游泳“推动力”。

游泳时肢体运动的速度、幅度和方向，要受肌肉工作条件和骨骼姿势限制决定其技术规格，用纵向或横向划动路线亦要受身体结构限制的。

但在身体前进速度为优胜的竞赛中，就必须使能促身体的因素占绝对优势，或至少要占较大比重，才能取得有力的向后支撑。

因而在身体结构允许下应以纵向为主要动力来源。

除因身体结构或某种限制难以用纵向划动取得支撑时，如蛙泳和蝶泳划水的前部，用横向划水比纵向更加有效，能使升力为主要动力并指身体运动的前方，即应以横向划动为主。

2、垂直分力（升力）和水平分力（阻力）：在臂手同步划水中，由于肌肉工作、分力点要求和手型受力关系，难以在动作中保持完全不变的姿势和方向，因而在纵向划水中会有部分横向因素，横向划水中也必然有纵向因素。

致使效果作用于身体时多是三度效果，即上下、前后和左右。

而在任一平面上只能体现两度，如侧面可表现上下和前后，正面可表现上下和左右，俯视时可表现前后和左右。

根据动作方向与前进要求，任何一个力均可体现两个分力，与运动方向平行或近似平行的，叫水平分力或阻力，与运动方向垂直或近似垂直的，叫垂直分力或升力。

两个分力在不同情况下均有可能成为主要动力并指运动前方，而另一分力将指运动的侧方。

臂、腿以横向运动为主时，依靠肢体上下面形成的压力差，升力将成为主要动力，但其总阻会减弱，升力比重越大总阻越小。

以纵向运动为主时，依靠肢体前后形成压力差，阻力将成为主要动力，阻力比重越大总阻值越大。

动作总阻效果如能与身体运动要求一致或近似一致时，两个分力都将有助前进，反之则无助前进。

当任一分力指向前方时，另一分力必指向侧方，无论是手成偏角或斜向划动，力的效果都将出现如上现象，必然使动力分散和削弱。

只有使有效分力接近合力而达到最大时，其不利前进的侧方分力才能达到最小。

这就是动力的“升阻比”问题。

飞机能够升空是靠机翼的剖面形状，在一定前进速度下，通过气流在机翼上下形成压力差，差生升力平衡，所以飞机得以在空气飞翔，其理论依据可从平板滑行情况解释。

按伯努利定理平板在流体中运动时，受到的升力和阻力取决于板体与平直流构成的仰角，形成压力差所致（见图七）。

图中A设平板与平直流平行，由于板体上下压差不明显，故不产生升力，前后压差很小阻力也不大。

当板体与平直流垂直时，如图中B，由于板体前后形成最大压差，阻力达最大，而上下压差不明显，不产生升力。

当板体与平直流成一定迎角（攻击角）时，如图中C，由于上下和前后均形成压力差，既产生升力也产生阻力，二者的值取决于板体与平直流形成的夹角。

图七由于机翼剖面形状不同于平板，产生升力条件也不完全相同（见图八）。

图八根据环流原理机翼与平直流形成的现象，称为马格努思效应，如图中A，机翼上面是凸面，正象手掌横剖面形状，上面流速大，静压强减小，下面相对流速小，静压强大，故形成上下压力差而获得升力，由于前后压差不大故阻力达到最小。

当迎角稍增大时如图中B，升力阻力同时增加，而升力增加大于阻力。

迎角继续增大，如图中C，机翼尾部上面出现分离层趋势，并随角度增大其分离点前移至机翼中部，此时上下压差消失升力突减。

其极限角度约18-20°升阻值变化（见图九）。

图九根据这个道理不同形状或同型而姿势不同其阻值会有较大差异，从而得出两个分力变化。

3、等速与加速划水：在构成阻力因素中，速度起重要作用，它与阻力成平方比。

由于水的粘滞性关系，在运动体的尾部会根据形状、速度出现不等程度的分离层趋势，并吸引各方向水流同时流集，形成伴流随物体流动，水力学上对这股水流称为“形势伴”或“流线迹线”，它是消耗了物体运动能量而产生的，其形势随运动速度和物体尾部形状而改变。

当手掌以等速划水时，手背后的伴流与手同速，这股水流虽不断地因内聚力被邻近水层吸引而流失，又不断地因手背后负压吸引水流补充，保持一定动量水流填充手背后的分离层负压区。

故使手划动时前后压差减弱。

在些种情况下手背越不流线，阻力越小。

如手掌划水时减速，伴流会因手的减速对手背起推动作用，从而使手掌前后压差消失，手起反向阻力作用。

当手掌加速划水时，会因手掌不断加速使原加速前手掌推动的水流与掌面相对静止，而手背后面则会因不断加速使原加速前形成的伴流分离趋势加剧，从而加大手掌前后的压力差。

在此种情况下手背后面越不流线，阻力越大。

游泳是在静水中进行的，由于运动才引起水流流动。

手掌按任何方向划水都要引起周围水层流动。

手掌前面要推动部分水流按力的方向流动。

手背后面要吸引水流随手划动方向流动，划动越快被推动水流按力的方向流动越少，大都绕流至手背后。

所以手按等速划水时，手的四周不存在静水，当划水不断加速时，前面被推动水流不断形成相对静止形势，而后面被吸引水流永远落后于手的划水速度，手掌加速划水，阻力不断增加，使手起到划相对静水作用，全程中保持支撑力。