Физические свойства воды, основные понятия и закономерности гидростатики для пловцов

Единицей давления служит в системе СИ давление, при кото­ром на 1 м² приходится сила в 1 н (1 н/м²). В технике часто упо­требляют единицу давления 1 кГ/см², получившую название тех­ническая атмосфера.

Погружение в воду на каждый 1 м дает увеличение гидроста­тического давления на 0,1 кГ/см². Например, пловец, погрузившийся под воду на 5 м, испыты­вает давление 0,5 кГ/см² (сверх атмосферного).

Когда тело пловца погру­жено в воду и неподвижно, на него действуют только сила тя­жести тела и выталкивающая сила воды (рис. 5). Сила тя­жести G постоянна по величи­не и приложена к общему цент­ру тяжести тела (о. ц. т.). О. ц. т. может смещаться при изменении позы пловца.

Выталкивающая сила Q возникает по закону Архимеда: обус­ловлена разностью гидростатического давления на нижнюю и верхнюю поверхность тела, погруженного в воду, и всегда направ­лена вверх. По величине она равна весу воды в объеме погружен­ной части тела. Центр тяжести вытесненного объема воды часто на­зывают центром давления (ц. д.). К этой точке и приложена вы­талкивающая сила.

Когда выталкивающая сила больше силы тяжести тела, то тело обладает положительной плавучестью и всплывает к поверх­ности воды. Если сила тяжести больше выталкивающей силы, то плавучесть тела отрицательная и оно опускается на дно. Когда сила тяжести тела равна весу вытесненной воды, плавучесть тела нейтральная и оно плавает внутри жидкости.

Плавучесть человека зависит от удельного веса его тела и удельного веса воды. Наше тело неоднородно по своему составу. На­пример, удельный вес мышечной ткани равен 1,04—1,05 Г/см³, жи­ровой ткани — 0,92—0,94, а костной—1,7—1,9. Средняя величи­на удельного веса тела пловца, по данным Б. И. Оноприенко (1968 г.), — 1,04—1,09 Г/см³. У женщин удельный вес тела меньше, чем у мужчин, у детей — меньше, чем у взрослых. Величина удель­ного веса тела связана с индивидуальными анатомическими осо­бенностями человека и может быть наследственным признаком. Большой удельный вес тела во многих случаях объясняется тяже­лым костяком, большой мышечной массой и малой толщиной жи­
рового слоя. Чем меньше удельный вес нашего тела тем выше плавучесть.

Плавучесть человека зависит и от вдоха. При глубоком вдохе пловцы, как правило, обладают положительной плавучестью, а при полном выдохе — отрицательной. Плавучесть тела в более плотной морской воде повышается. Например, удельный вес воды в заливе Кара-Богаз-Гол в Каспийском море — 1,18 Г/см³, что больше средних величин удельного веса человеческого тела. В этом заливе трудно утонуть-—можно лечь на спину и читать книгу.

Обычно о. ц. т. тела пловца расположен ближе к ногам по сравнению с ц. д. тела . Возникает вращающее дейст­вие сил, так как сила тяжести тела и выталкивающая сила воды приложены в различных точках и направлены противоположно. Гидростатическое равновесие пловца нарушается: ноги начинают опускаться вниз. У женщин это явление выражено в меньшей сте­пени, чем у мужчин. На условия гидростатического равновесия влияют также поза пловца и дыхательные движения, изменяющие объем тела. Эти закономерности важно учитывать при обучении плаванию.