slideshow 1 slideshow 2 slideshow 3 slideshow 4 slideshow 5 slideshow 6 slideshow 7 slideshow 8 slideshow 9 slideshow 10

Придвижване чрез дърпане или повдигане

Автор: Ross Sanders, Edith Cowan University, Perth, Australia

Въпросът за това, дали придвижването при свободния стил се дължи главно на повдигането или дърпането изглежда е бил решен в началото на 70-те години на XX век. Преди това, треньорите вярваха, че най-добрият начин да се придвижи тялото напред е бил да се дърпа с дланта право назад; т. е. да се използват силите на дърпане. Създадената сила на дърпане е противоположна на посоката на движение на дланта. Смятало се е, че равнината на дланта е трябвало да бъде почти перпендикулярна на посоката на движение. Треньорите са прилагали този подход, като са учили плувците да дърпат право назад с длан под прав ъгъл спрямо посоката на дърпане.

Наблюденията на шампионите в свободния стил, където дланите им описват криви линии по време на фазата на дърпане от загребването (Brown and Counsilman, 1971; Counsilman, 1971) подкрепиха идеята, че добрите плувци използват загребващи движения с длани под ъгъл, за да използват силите на повдигане като основно средство за придвижване напред. По дефиниция, силите на повдигане са перпендикулярни на потока свързан с дланта. Ако приемем, че дланта се движи в „неподвижна” (спокойна) вода, това означава, че силите на повдигане са също перпендикулярни на линията на движение на дланта. Първоначално, повдигането при плуването на свободен стил се е смятало, че се създава в съответствие с принципа на Bernoulli: когато предмети „наподобяващи криле” се движат във флуид с висока скорост и малък ъгъл спрямо потока, тогава се създават големи сили на повдигане като силите на дърпане са сравнително малки. Силите на повдигане се пораждат от разликата в налягането тъй като флуидът се движи по-надалеч и по-бързо около по извитата страна на плоския предмет, отколкото около по-малко извитата страна. По този начин, дланта на плувеца може да действа като крило, защото горната част на дланта е по-извита, отколкото долната. За да се създаде повдигане спрямо принципа на Bernoulli, дланта трябва да загребва така, че ъгълът между равнината на дланта и линията на движение на дланта да е малък. Това създава сили, които са в по-голяма степен сили на повдигане, отколкото на дърпане. След работата на Counsilmanследва революция в принципите на трениране. Треньорите учат плувците да извършват движения с дланите сякаш „забърсват” нещо (с длани под ъгъл). Почти навсякъде се приема, че повдигането е основния източник на задвижващи сили при свободния стил. В някои статии за плуването, дланта се изобразява като „крило” или „витло”.

Фигура 1. Като се основава на кинематографичните изследвания, James E. Counsilmanе първият, който предлага теорията за хидродинамичното повдигане като основно средство за придвижване в плуването. Неговите открития са основата в революцията на плувната техника.

Източник: James E. Counsilman: Competitive Swimming Manual. Counsilman Co., Inc. Bloomington, Indiana (1977).

Фигура 1

Фигура 2. Приликите между дланта на плувеца по време на загребване при свободен стил и въртящите се перки на витло. Картина (а): Плувкинята движи дланта си навътре, нагоре и назад. Картина (b): Тя движи дланта си навън, нагоре и назад.

Източник: Ernest W. Maglischo: Swimming Even Faster. Mayfield Publishing Company, Mountain View, CA, USA (1993).

Фигура 2

Принципът на Bernoulli е само едно от обясненията за кинетиката на силата на повдигане (SprigingsandKoehler, 1990). Сила на повдигане може също да се създаде и чрез бутането на водата назад с междинни ъгли на дланта (Costill, Maglischo, andRichardson, 1992). Освен това, и дърпането и повдигането заедно допринасят за общата сила създадена от дланта. Някои статии изобразяват дланта в момент от фазата на дърпане на загребването и посочват относителните стойности на векторите на дърпане и повдигане. В най-добрия случай, комбинацията между повдигане и дърпане е такава, че създадената от тях силата е в желаната посока на предвижване. Често изображенията показват повдигането като преобладаващ източник на сила на придвижване. По този начин, се набляга на схващането, че силата на придвижване при свободния стил се дължи по-скоро на повдигане отколкото на дърпане.

Няколко изследователски материала поддържат тази теза (BarthelsandAdrian, 1974; Schleihauf, 1974; Schleihauf, 1979; Schleihauf, Gray, & DeRose, 1983; Schleihauf, Higgins, & Hinrichs, 1988; Reischle, 1979). Освен това, има няколко неоспорими причини за това, защо можем да приемем идеята, че добрата плувна техника при свободния стил се характеризира с използването на силите на повдигане пред силите на дърпане. Първата причина е свързана с кривата линия, която описва дланта. Намираме го за естествено и логично е да мислим, че ако пътят на дланта е крива линия, тогава силите се създават чрез повдигане. В противен случай, защо добрите плувци биха използвали крива линия за движение на дланта? Също така, едно предимство при кривата линия е, че дланта изминава по-голямо разстояние и / или с по-висока скорост, като по този начин позволява силите да се прилагат за по-дълго време и / или да са по-мощни при всяко загребване. Ако мислим, че силите са в желаната посока, когато дланта се движи по крива линия, тогава силата на повдигане има значителен принос. По този начин, за да достигне предимствата на по-дългата линия при загребването с дланта, плувецът се научава да загребва така, че да създава сили на повдигане вместо на дърпане. Освен това, такова загребване може да позволи на големите мускулни групи да участват по-ефективно, отколкото когато дланта се дърпа право назад.

Голяма част от силата може да се създава от естественото завъртане на тялото по време на дишането и на изваждането на ръцете от водата. Подобна техника може да се окаже ефективна от механична и физиологическа гледна точка. Вероятно най-убедителното доказателство е, че по-малко енергия може да се прехвърля към водата и да се „губи”, когато силите се създават чрез повдигане вместо чрез дърпане (ToussaintandBeek, 1992).

Възраженията срещу схващането, че повдигането играе доминираща роля при придвижването в свободния стил са изключително малко и в общи линии се игнорират или отхвърлят. WoodandHolt(1979), HoltandHolt(1989), и Valiantetal(1982) предоставят доказателства в полза на дърпането като доминираща сила. Не отдавна, Cappaert(1993) и CappaertandRushall(1994) определиха посоката на движение на дланта и ориентацията на дланта чрез техники за триизмерен анализ. Cappaertизползва ориентацията на дланта и данните за кривата линия задно с коефициентите на повдигане и дърпане на Schleihauf (Schleihauf, 1979), за да изчисли силите на повдигане и дърпане. Всичките тези изследвания, които са направени върху шампиони по плуване, показват, че силите на дърпане са по-важни от силите на повдигане при всички стилове с изключение на бруста.

Rushalletal(1994) предложи убедителни доказателства в полза на дърпането като доминираща задвижваща сила в свободния стил. Те отхвърлят доказателствата в полза на повдигането като доминираща сила като показват, че същите са били погрешно разбрани и че голяма част от общата задвижваща сила идва от предмишницата. Поради своята широка форма, почти всички сили създадени от предмишницата трябва да се дължат на дърпането. Освен това, предмишницата описва права линия в по-голямата си част от загребването за разлика от дланта. По този начин, техниката в свободния стил може да се насочи към създаването на задвижващи сили от предмишницата чрез дърпане, отколкото целенасочено използване на загребващи движения с дланта под ъгъл за оптимизиране на силите на повдигане. За съжаление, макар че изследването на Bergeretal. (1995) е определило количествено коефициентите на дърпане и повдигане на предмишницата и на предмишницата заедно с дланта, няма изследване което ефективно да е определило относителния принос на предмишницата и дланта в реална плувна обстановка. Един от основните методологични проблеми, които трябва да се преодолеят е, че предмишницата се движи с много различни скорости по своя път при загребването. Schleihauf(1984) е изчислил, че приносът на предмишницата в плуването е много малък в сравнение с този на дланта. Това е така, защото дланта се движи с много по-висока скорост от предмишницата. Ако това е вярно, тогава фокусът върху силите създадени от дланта се запазва и въпросът за това дали повдигането или дърпането е по-важно остава отворен за разглеждане.

Последните изследвания, които определиха количествено цялото движение на тялото, показват, че пътят на дланите на успешните плувци не е минава по толкова изкривена линия както се смяташе първоначално (Cappaert, 1993). По този начин, плувците са склонни да използват дърпане по права линия, вместо да увеличат до максимум разстоянието за дърпане и скоростта чрез използването на кривата линия. Ако линията не е много изкривена, тогава по-голямата част от силата в желаната посока трябва да се създаде от дърпането, независимо от това дали дланта е под ъгъл спрямо потока. Чрез комбинация от опити и симулации, Liuetal. (1993) и Hayetal. (1993) показаха, че кривата линия на дланта на плувеца се дължи на завъртането на тялото по надлъжната ос. В действителност, когато се симулира движение на ръката право назад по отношение на тялото на плувеца, пътят на дланта е много по-криволинеен, отколкото при действителното плуване. Това означава, че плувците в действителност изправят кривата линия до известна степен. Вместо плувците да придвижват ръката към осевата линия на тялото, за да направят „загребване навътре” и след това да я отклоняват встрани за „загребване навън”, както често се демонстрира от треньорите, когато обучават извън басейна, плувците в действителност намаляват изкривяването в линията като изнасят ръката навън в ранната част от дърпането и я придвижват към оста на тялото по време на крайната част от дърпането. Фактът, че плувците се опитват да изправят линията, вместо да я описват е силно косвено доказателство за това, че плувците разчитат на силите на дърпане вместо на силите на повдигане.

Наскоро се опитах да хвърля повече светлина върху темата за силите на повдигане срещу силите на дърпане, като използвах данните за коефициентите на дърпане с и повдигане на дланта получени чрез изследователски контейнер с вода в Института за хидравлични изследвания в Айова (Sanders, 1997a; Sanders, 1997b). Коефициентите на повдигане и дърпане получени от изследването на дланта в Айова показват, че най-много сили се създават когато равнината на дланта е почти под 90 градуса спрямо потока. В това положение силата се дължи почти изцяло на дърпането. Повдигането дава най-голям принос в задвижващата сила при ъгъл от около 45 градуса. Обаче, дори и при такъв ъгъл, стойността на силата на дърпане е равна на стойността на силата на повдигане. Когато се използваха данните за коефициентите заедно с триизмерните кинематични данни, за да се изчислят силите в действителното плуване се установи, че дърпането има по-голям принос, отколкото повдигането през задвижващата част на фазата на дърпане. По време на най-силната задвижваща фаза от цялото загребване, ъгълът на дланта е бил между 50 и 60 градуса, което означава, че дланта е завъртяна, за да се възползва от силите на дърпане и много по-малък принос на силите на повдигане. . По време на най-силната задвижваща фаза от цялото загребване, посоката на флуидния поток е бил от китката към пръстите на дланта. Това е противоположно на ситуацията, която най-често се предвижда и се описва в плувната литература, където дланта се представя като крило, което създава сили на повдигане породени от страничните движения, които създават поток напречно на дланта.

Фигура 3. В своята книга „Биомеханика на плуването” Klaus Reischie обяснява, че задвижването е в резултат на силата на дърпане и на динамичното повдигане.

Източник: Klaus Reischle: Biomechanik des Schwimmens. Fahnemann, 1988.

Фигура 3

Заключение

В този пример, много от нас бяха готови да приемат теорията като факт преди да са налице достатъчно доказателства. Може все още да е твърде рано да се твърди, че задвижването в свободния стил се дължи предимно на силите на дърпане, но общото схващане, че то се дължи на силите на повдигане може да се окаже погрешно основано и неправилно.

Литература

- Antony, J. (1996). Oxford Dictionary of Political Quotations (p.200).  Oxford, England:  Oxford University Press.

- Barthels, K., & Adrian, M.J. (1974). Three-dimensional spatial hand patterns of skilled butterfly swimmers. In J. Clarys and L. Lewille (Eds.),  Swimming II (pp. 154-160). Baltimore, Maryland:  University Park Press.

- Berger, M.A.M., de Groot, G., & Hollander, A.P. (1995). Hydrodynamic drag and lift forces on human hand arm models. Journal of Biomechanics, 28, 125-133.

- Brown, R.M., & Counsilman, J.E. (1971). The role of  lift in propelling swimmers. In J.M. Cooper, (Ed.), Biomechanics (pp.179-188). Chicago, Illinois: Athletic Institute.

- Counsilman, J.E. (1971). The application of Bernoulliís Principle to Human Propulsion in Water. In L. Lewillie and J. Clarys (Eds.), First International Symposium on Biomechanics of Swimming (pp.59-71).Universite Libre de Bruxelles, Brussels, Belgium,

- Cappaert, J. (1993). 1992 Olympic Report. Limited circulation communication to all FINA Federations. United States Swimming, Colorado Springs, CO.

- Cappaert, J., & Rushall, B.S. (1994). Biomechanical Analyses of Champion Swimmers. Spring Valley, California:  Sports Science Associates.

- Costill, D.L., Maglischo, E.W., & Richardson, A.B. (1992). Swimming. London, England:  Blackwell Scientific Publications.

- Hay, J.G., Liu, Q. & Andrews, J.G. (1993). The influence of body roll on handpath in freestyle swimming: A computer simulation study. Journal of Applied Biomechanics, 9, 227-237.

- Holt, L.E., & Holt, J.B. (1989). Swimmming velocity with and without lift forces. Unpublished paper, Sports Science Laboratory, Dalhousie University, Canada.

- Liu, Q., Hay, J.G., & Andrews, J.G. (1993). The influence of body roll on handpath in freestyle swimming: An experimental study. Journal of Applied Biomechanics, 9, 238-253.

- Reischle, K. (1979). A kinematic investigation of movement patterns in swimming with photo-optical methods. In J. Terauds and E.W. Bedingfield (Eds). Swimming III (pp.127-136).  Baltimore, Maryland:  University Park Press.

- Rushall, B.S., Sprigings, E.J., Holt, L.E., & Cappaert, J.M. (1994). A re-evaluation of forces in swimming. Journal of Swimming Research.10, 6-30.

- Sanders, R.H. (1997a) Extending the "Schleihauf" model for estimating forces produced by a swimmers hand. In B.O. Eriksson and L. Gullstrand Proceedings of the XII FINA World Congress on Sports Medicine. Goteborg, Sweden 12-15 April 1997, pp.421-428.

- Sanders, R.H. (1997b). Hydrodynamic characteristics of a swimmers hand with adducted thumb: Implications for technique. In B.O. Eriksson and L. Gullstrand Proceedings of the XII FINA World Congress on Sports Medicine (pp.429-434). Goteborg, Sweden 12-15 April 1997.

- Sanders, R.H. "Lifting Performance in Aquatic Sports". Keynote address at the XVI International Symposium of Biomechanics in Sports,  Konstanz, Germany, July 21-25, 1998.

- Schleihauf, R.E. (1974). A biomechanical analysis of freestyle. Swimming Technique, 11, 89-96.

- Schleihauf, R.E. (1979). A hydrodynamic analysis of swimming propulsion. In J. Terauds and E.W. Bedingfield (Eds). Swimming III (pp.70-109). Baltimore, Maryland:  University Park Press.

- Schleihauf, R.E. (1984). The biomechanical analysis of swimming propulsion in the sprint front crawl stroke. Doctoral Thesis. Teachers College, Columbia University.

- Schleihauf, R.E.,Gray, L., & DeRose, J. (1983). Three-dimensional analysis of swimming propulsion in the sprint front crawl stroke. In A.P. Hollander et al. (Eds).  Biomechanics and Medicine in Swimming (pp.173-184). Champaign, Illinois:  Human Kinetics.  University Park Press.

- Schleihauf, R.E., Higgins, J.R., & Hinrichs, R. (1988). Propulsive techniques: front crawl stroke, butterfly, backstroke, and breaststroke. In B. Ungerechts et. al. (Eds).  Swimming Science V (pp.53-59). Champaign, Illinois:  Human Kinetics.

- Sprigings, E.J., & Koehler, J.A. (1994). The choice between Bernoulliís or Newtonís model in predicting dynamic lift. International Journal of Sport Biomechanics,6, 235-245.

- Toussaint, H.M., & Beek,  P.J. (1992). Biomechanics of competitive front crawl swimming. Sports Medicine, 13, 8-24.

- Valiant, G.A., Holt, L.E., & Alexander, A.B. (1982). The contributions of lift and drag components of the arm/forearm to a swimmerís propulsion. In J. Terauds (Ed.)  Biomechanics in Sports: Proceedings of the International Symposium of Biomechanics in Sports. Research Center for Sports, Del Mar, CA..

- Wood, T.C., & Holt, L.E. (1979). A fluid dynamic analysis of the propulsive potential of the hand and forearm in swimming. In J. Terauds and E.W. Bedingfield (Eds.), Swimming III. Baltimore, University Park Press.

Автор: Ross Sanders, Edith Cowan University, Perth, Australia
Източник: SV

БФПС

Българска федерация по плувни спортове

БЧК

Български червен кръст

Реклама

Вашата реклама

Theme by Danetsoft and Danang Probo Sayekti inspired by Maksimer