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因为自由泳比赛里普遍采用爬泳,故爬泳又叫自由泳。
手向后划水,是爬泳前进的主要动力,但是对腿的作用莫衷一是。
1手不动的条件下,打腿有推进力
腿不动的条件下,划手也有推进力。
设仅打腿时前进速度是v2,能量氧气消耗量是e2,仅划手时前进速度是v1, 能量氧气消耗量是e1,.经验证明v1=4v2,e2=4e1.
显然,划手事半功倍。
2 双人推车力学分析
一个人拉车,再加一个人推车,显然比一个人拉车走得快。
对于重载火车,也是前面一个车头拉,后面一个车头推,火车走得比较快。
这些和游泳的不同在于,两个人或两个车头功率加倍,而一个人不管怎么动,功率基本不变。
3 打腿会加大前进推力吗?
按照推车的经验,一般人凭直觉推断,在不能量消耗情况下,
爬泳打腿会加大前进推力。
但是这个直觉成立是有条件的。加一个人,或者加一个车头,对车辆只会增加推力,
不会增加阻力。
对于流体力学来说,情况好像大为不同。
假设一个飞机,头尾各有一个螺旋桨。仅头螺旋桨转动时,飞机速度是v11,
仅尾螺旋桨转动时,飞机速度是v22, 如果v11>v22,头尾螺旋桨一起发力,
尾螺旋桨应该产生阻力,v22<飞机速度<v11.
同样,对于以v1速度前进的身体来说,打腿增加了身体通过水的截面积,大大增加了阻力。这时打腿本身带来的阻力(不含身体其他部分产生的阻力)应该大于打腿本身带来的推力。
简言之,正常情况下,v1>>v2时, 打腿的合力是阻力。
4 打腿消耗能量反而产生阻力,是否不应打腿?
在计算能量消耗的情况下,e2>>e1.打腿用巨大的能量产生阻力,好像是非常不划算的事情。那是不是不要打腿呢?
对这个问题,没有简单的答案。
考虑跑步运动员,手臂的运动也是很激烈的,也要消耗一部分能量,把手捆起来不能动,是不是跑的更快更远呢?这是不可能的,因为手捆起来,需要耗费更多的力气去维持平衡。游泳与跑步不可比的是,跑步时手的阻力可以忽略。
5. 打腿瞬间会产生推力,
但不是均匀推力。
6. 理论结论
正常游进时,打腿的合力是前进阻力,但是有助于身体平衡和手部发力,而且会产生不均匀推力。
鉴于其阻力和能耗大,在维持平衡的前提下,应该少用腿发力。
因为人体各部位形状和运动配合极为复杂,理论力学模型还做不出,
主要靠各种单因素/多因素实验分析,所以这个理论结论是一家之言。
6 上述理论能较好解释实际现象
运动员一般游短距离时,不介意能耗,打腿频率高而且用力;
游长距离时,保持体力非常重要,打腿维持在最低水平。
事实上,那些用腿夹住浮板腿不动的运动员,和缺失腿的残疾运动员,自由泳成绩和专业运动员差不多。
孙杨等游1500时,前1400米打腿轻而频率低,冲刺时高频用力打腿,
这些实际现象都和前述理论分析吻合。
重要更正:打腿本身有技术,直腿打水腿很累,要脚踝放松,内八,鞭状打腿,动作接近软脚蹼
或者海豚尾。
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GMT+8, 2024-12-26 19:31
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