Главная фаза цикла выполняется за счет приведения и разгибания плеча гребковой руки. Это наиболее мощная часть гребка. Кисть гребковой руки движется по криволинейной траектории вверх-назад-вниз и развернута ладонью почти строго назад. Пловец стремится продвинуть себя вперед за счет гребка рукой, выполняемого в едином ритме с маховым движением другой руки над водой. В 1-й половине главной фазы поворот туловища относительно продольной оси достигает максимума, затем туловище с ускорением начинает вращение в противоположную сторону.

Рис.4Схема согласования движений, обобщенные фазы цикла и граничные позы пловца при плавании кролем на спине.

Обобщенные фазы цикла: I - предварительная, II - главная, III - заключительная. Фазы движений рук: 1 - захват, 2 - подтягивание, 3 - отталкивание, 4 - выход из воды, 5 - движение над водой, 6 - вход в воду

2-я половина главной фазы выделяется по усилиям и амплитуде движений. На эту часть фазы приходится завершение удара вверх стопой одной и начало удара вверх стопой другой ноги (в нашем примере это второй и третий удары). Во 2-й половине фазы внутрицикловая скорость достигает наибольшей величины.

Заключительная фаза цикла кратковременна. Спортсмен завершает гребок захлестывающим движением кисти и предплечья вниз-назад (плечо гребковой руки остается в этот момент как бы фиксированным вдоль туловища), одновременно посылает вперед другую руку, входящую в воду, растягивая мышцы спины и груди к началу очередного гребка. Выполнить эти движения помогает окончание захлестывающего удара ногой вверх на стороне тела, противоположной руке, погрузившейся в воду. В заключительной фазе цикла пловец как бы передает гребок с одной руки на другую. Его тело принимает ровное (крен туловища отсутствует), хорошо уравновешенное и обтекаемое положение с минимальным углом атаки. В это же время выполняется, как правило, основная часть вдоха. [6]

5. Силы, вызывающие плавание способом "кроль на спине", их происхождение и взаимодействие

Способы плавания основаны на взаимодействии пловца с водой, при котором создаются силы, продвигающие его в воде и удерживающие на ее поверхности. Взаимодействие возникает вследствие погружения тела в воду и активных движений пловца. Специфические особенности биодинамики плавания связаны с тем, что силы, тормозящие продвижение, значительны, переменны и действуют непрерывно. У пловца нет постоянной опоры для отталкивания вперед. Она создается во время гребковых движений. В настоящей главе излагаются условия создания сил и движущих, и тормозящих, а также механизм гребковых действий пловца, направленных на более эффективное передвижение в воде.

Взаимодействие тела пловца с водой.

Погружение в воду обусловливает возникновение сил статического взаимодействия (выталкивающая сила). Активные движения пловца и продвижение его в воде вызывают силы динамического взаимодействия (лобовое сопротивление, подъемные силы). Следовательно, положение тела пловца в воде и его движения обусловливают всю совокупность сил, которые решающим образом определяют эффективность плавания.

Статическое действие водной среды.

Силы, приложенные к плавающему телу.

Погруженное в воду тело пловца находится поддействием погружающей и выталкивающей сил; при их равенстве тело не всплывает и не тонет.

Погружающая сила - это сила тяжести тела, направленная вниз и приложенная к его ОЦТ. Выталкивающая сила возникает по закону Архимеда: она обусловлена разностью давлений воды на нижнюю и верхнюю поверхности погруженного тела. По величине она равна весу воды в объеме погруженной части тела. При более глубоком и полном погружении выталкивающая сила растет. По мере поднимания над водой частей тела (например, во время движения руки по воздуху перед гребком) выталкивающая сила уменьшается. Она направлена снизу вверх и приложена к центру объема тела, если все тело полностью погружено в воду. Если тело погружено в воду не полностью, то выталкивающая сила приложена к центру объема погруженной части всего тела.

Рис.5. Уравновешивание тела пловца в воде: а - отсутствие равновесия; б - уравновешенное положение; в - образование тяговой силы; г - образование скорости гребущей поверхности (действия) на воду

Таким образом, погружающая сила постоянна по величине, но меняет точку приложения при изменении позы. Выталкивающая сила изменяет и свою величину, и точку приложения в зависимости от погружения тела в воду и его позы. [3]

Уравновешивание тела пловца в воде.

Тело пловца в воде уравновешено, когда погружающая и выталкивающая силы равны по величине и их действие направлено по одной линии.

Если погружающая и выталкивающая силы приложены не по одной линии, то они образуют пару сил (рис.5, а). Обычно ОЦТ тела пловца (при положении на спине с вытянутыми вдоль туловища руками) расположен ближе к ногам, чем центр объема вытесненной воды (центр давления - ЦД). В этом положении нижняя часть тела опускается вниз. Чтобы сохранить горизонтальное положение (уравновеситься), следует руки вытянуть за головой, что переместит ОЦТ тела пловца к головной части тела (рис.5, б). Если в этой позе ноги опускаются вниз, можно приподнять кисти и предплечья над водой, в результате ЦД переместится к ногам, но тогда выталкивающая сила может оказаться меньше погружающей и пловец, уравновесившись, уйдет в воду глубже.

Кроме того, следует учесть, что в случае, когда ОЦТ тела пловца расположен по вертикали выше, чем центр объема погруженной части тела, возникает неустойчивый вид равновесия: малейшее отклонение вызовет поворачивающую пару сил. На условия равновесия влияют также дыхательные движения, изменяющие объем тела.

Таким образом, плавучесть тела, уравновешивание его в воде зависит от множества причин.

Человек, умеющий плавать, удерживается на воде не только вследствие "пассивной плавучести", но и благодаря многим автоматическим малозаметным движениям, изменяющим условия статической плавучести и добавляющим действие подъемных сил. [3]

Динамическое взаимодействие тела пловца с водой.

Силы давления и трения в потоке.

Динамическое взаимодействие при относительном движении пловца и воды обусловлено разностью давлений, а также трением между телом и пограничными слоями воды.

Разность давлений при движении тела в воде возникает вследствие изменений в самой воде.

Различают линии тока, в каждой точке которых скорость частицы воды направлена по касательной. Линия тока характеризует скорость разных частиц воды в одно и то же мгновение. Не следует смешивать с линиями тока траектории частиц воды: скорость частицы воды всегда направлена по касательной к ее траектории, однако траектория - это след одной частицы в последовательные моменты времени, а линия тока характеризует движение разных частиц в один и тот же момент времени. Именно линии тока и характеризуют изменения в потоке воды, которые создают разность давлений.