游泳的力学——三条力学原理游泳的力学——三条力学原理（一）
作者：佚名
介绍一下与游泳有关的三条力学原理。
第一，作用力与反作用力原理。 其实，这是牛顿第三运动定律。比如游泳划水时，手给水一个向后的力，水就会给手 一个向前的反作用力，从而推动身体前进。 这里，举一个例子说明一下。比如爬泳的划水，有三种划水动作，分别是：沉肘划水 ，直臂划水和提肘划水（正确划水）。 沉肘划水是指，划水时肘的位置始终比手低，这是最错误的划水方法。这样做，手给 水的力量很小，于是反作用力（推进力）也很小。因为这样游“很省力”，许多初学者和 一部分中级选手都会犯这个错误。不过，纠正之后，他们一般都会直接学会正确划水方法 。 直臂划水是指，划水过程中手臂始终伸直。虽然这种方法产生的推进力比沉肘划水大 一些，但也是错误的。因为直臂划水，划水过程开始时，手是向下划的，于是水给人的力 向上；划水过程快结束时，手又变成向上划了，水给人的力向下。所以总的算起来，不仅 在向上向下的那一部分划水时白白消耗了体力（因为对前进没有作用），而且导致了身体 一会儿上升，一会儿下沉，破坏了身体的平稳，增加了阻力。 正确的划水方法是提肘划水，这种方法可以最大程度上减少向上或向下划的分力，将 几乎所有的力量都用来向后划水。提肘划水，划水动作开始时和直臂划水类似，不过肘抬 得比手高，强调抱水；划水动作过程中，肘也始终比手位置高，尽量多地向后划水；划水 动作快结束时，手臂又差不多伸直，不过手掌方向向后。正确划水动作比较复杂，这里就 只简单说一下，以说明“作用力与反作用力的原理”，等写到爬泳的时候，再详细说。
游泳的力学——三条力学原理（二）
第二，动量转移原理。 这条原理是说，身体某一部分的动量，可以转移到身体的另一部分或者全身。这在许 多运动中都有体现。最有代表性的例子就是立定跳远。起跳的一瞬间用力向前挥臂，在空 中的时候，手臂的这一部分动量就会转移到身体，让身体的水平速度得到提高。 根据这个原理，我们可以知道，游泳跳水出发的时候，也应该用力挥臂。这样做，手 臂的动量就转移到全身，于是可以跳得更远。
第三，阻力与速度的平方成正比。 身体在水中受到阻力的大小，是与身体前进的速度成正比的。比如说，速度为每秒0. 5米时，假定阻力为100牛；那么速度加快到每秒1.0米时（原来的2倍），阻力就变为400牛 （原来的4倍）；速度加快到每秒1.5米时（原来的3倍），阻力则变为900牛（原来的9倍） 。游泳的时候，身体的前进速度与阻力，也是这个关系。 另一方面，当划水速度增加时，划水所产生的动力也满足这个关系，因为动力其实是 水对手的阻力的反作用力。于是，当划水速度变成原来的2倍时，产生的动力就变成原来的 4倍。 这样看来，仿佛划水时速度越快越好，是不是这样的呢？可以说，是这样的，但是存 在另一个问题。因为根据肌肉收缩的分析来看，肌肉的能量消耗与速度的立方成正比。于 是，当速度变为原来的2倍时，体力消耗将变成原来的8倍；速度变成原来3倍时，体力消耗 变成原来的27倍！这也说明了为什么游泳时，手臂动作越快，越是累得早。人是肉做的， 不是机器，所以，“划水越快越好”这一点，是不现实的。 另外，如果一会儿速度快（比如1.5米/秒），一会儿速度慢（比如0.5米/秒），通过 计算可以知道，那么体力消耗（27倍加1倍，共28倍）肯定比匀速（比如1.0米/秒）时所消 耗体力（8倍加8倍，共16倍）大，而且大得多。所以，大家也可以看出，我曾经强调过的 “动力的均匀性原则”是多么地重要。 总的来说，短距离游泳或者冲刺的时候，可以尽量增加划水频率，以增加动力；在长 距离游泳的时候，则要特别注意分配好体力。
游泳的力学——三条力学原理在移臂中的应用（一）
移臂，是指一个划水动作完成以后，到下一个划水动作开始，手臂在空中从体后移至 体前的过程。所以，移臂又被称为“空中移臂”。在四种游泳姿势中，有空中移臂的占三 种（而蛙泳的一般叫做“伸臂”，不叫移臂）。 有些人，甚至包括教练，都认为移臂怎样完成都无关紧要。他们认为，手臂能够产生 推进力的部分在水下。这种看法是完全错误的，因为移臂的过程会对身体姿势以及划水直 接产生影响。错误的移臂动作会破坏身体的流线型，增加身体受到的阻力；也会破坏游泳 的节奏，导致划水动作不正确。 所以，在这里，说一下空中移臂还是非常必要的。我们就结合刚刚说过的三条力学原 理来分析。这样做，一方面，可以让大家对三条力学原理有更加深刻的认识；另一方面， 也可以让大家知道空中移臂的一些注意之点。
第一，作用力与反作用力原理与移臂。 这里，我们先用爬泳移臂来说明。 有些人爬泳采用“宽平移臂”。也就是说，移臂时，手臂基本伸直，手臂贴着水面从 后移到前，手划了一个半圆形。这是一种错误的移臂动作，因为它会让身体扭动。就比如 右手，这样移臂时，动作是沿逆时针方向的。而我们知道，右手这个动作，是肩部肌肉收 缩，身体给了手臂一个力才完成的。于是，由作用力与反作用力原理，手臂也会给身体一 个力，这个力让身体沿顺时针方向转动。左右手交替移臂时，臀部，腿部就会一会儿顺时 针动，一会儿逆时针动，于是产生左右扭动，破坏了身体的平稳和流线型。 另一种移臂，有很多游泳相当不错的人都在使用。这种方法手臂仍然基本伸直，但是 从身体上方画半圆从后到前。这种方法可以避免身体左右扭动，但遗憾的是，这也是一种 错误的移臂方法。至于具体原因，讲到爬泳的时候再详细分析。 正确的爬泳移臂，应该提高肘部，让手沿着身体从后到前，基本上走直线。这样可以 最大程度上避免身体扭动，让身体平稳前进。 再来看仰泳移臂。在仰泳中，“宽平移臂”同样是错误的。仰泳移臂应该手臂完全伸 直，手直接在头上方画半圆完成。这样做几乎可以完全避免身体侧向的扭动。 至于蝶泳的移臂。一般来说，游蝶泳时，左右手都采用“宽平移臂”。因为蝶泳时左 右手同时动作，一臂产生的斜作用正好被另一臂的斜作用所抵消，所以蝶泳这样移臂不会 让身体扭动，是正确的。
游泳的力学——三条力学原理在移臂中的应用（二）
第二，动量转移原理与移臂。 这里，用仰泳移臂来说明一下。 仰泳移臂是从体后到体前，在头上方画一个半圆。于是，在移臂动作结束，手入水的 瞬间，动量方向是向下的。有的人游仰泳，在手入水的瞬间，将手向下运动的速度减慢， 甚至突然将手“停住”。这样做是不正确的，因为这种瞬间减速，会让手臂的动量转移到 身体，使头和上身向下运动。经常在仰泳比赛的时候，可以看见有的运动员头部上下起伏 ，就是这样引起的。 所以，想要避免头部上下起伏，就应该在手入水时保持其向下的速度，不要人为的减 速。因为手入水以后，水的阻力自然会减小手臂向下的动量的。 爬泳和蝶泳移臂，入水的瞬间减速同样会产生不利影响，这以后再讨论。
第三，阻力与速度的平方成正比原理与移臂。 这个原理，可以直接应用到移臂入水速度的问题上。 如果移臂入水的速度变成原来的两倍，那么产生的迎面阻力将变为原来的四倍。所以 ，加快移臂不仅会破坏游泳节奏，而且会增加阻力。但是另一方面，也不能一味的减慢移 臂速度，因为那样会降低划水频率。这个矛盾应该怎样解决呢？比较好的方法，移臂速度 要和划水速度协调一致。一般来说，移臂速度比划水速度稍快，但也不能太快。让移臂和 划水的速度接近于一致，是保持良好的游泳节奏的重要因素。 | 
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发表于 2008-3-13 22:20
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发表于 2008-3-13 22:29
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