Olahraga-Dan-Kebugaran

Hukum fisik dalam renang

definisi

Dengan hukum fisika, upaya dilakukan untuk lebih meningkatkan dan mengoptimalkan gaya renang individu. Ini termasuk daya apung statis, daya apung hidrodinamik, dan berbagai cara bergerak di air. Itu menggunakan prinsip biomekanik dan fisika.

daya apung statis

Hampir semua orang berhasil mengapung di permukaan air tanpa bantuan daya apung. Penurunan berat badan yang terlihat ini disebabkan oleh daya apung statis.

Misalnya, jika suatu benda terendam air, ia menggantikan sejumlah air. Gaya apung (gaya apung statis) bekerja pada benda ini.

Daya apung statis sesuai dengan berat yang dipindahkan benda dalam hal massa air
Daya apung statis berlawanan dengan gaya berat. (ke atas)

Misalnya di dalam air, seorang perenang yang berjongkok dapat dengan mudah diangkat oleh orang yang jauh lebih lemah. Jika Anda mengangkat salah satu bagian tubuh keluar dari air, daya apung statis berkurang dan pengangkatan menjadi lebih sulit.

Penghirupan dalam meningkatkan volume paru-paru dan dengan demikian volume seluruh tubuh dan daya apung statis meningkat.

Misalnya, seorang perenang terapung menghembuskan napas dan tenggelam ke dasar.

Berat jenis (massa jenis benda) menentukan daya apung benda di dalam air. Semakin besar massa jenis tubuh, semakin banyak tubuh tenggelam di dalam air. Atlet dengan tulang yang berat dan banyak otot memiliki kepadatan yang lebih besar dan tenggelam secara signifikan lebih banyak, dan karenanya memiliki kelemahan saat berenang. Dibandingkan dengan pria, wanita memiliki lebih banyak jaringan lemak subkutan sehingga memiliki daya apung statis yang lebih besar dan posisi yang lebih baik di dalam air.

daya apung statis dan posisi air

Lokasi di dalam air sangat penting untuk berenang cepat dan lama. 2 titik serangan fisik penting untuk situasi air yang benar. Di satu sisi, pusat gravitasi tubuh (KSP) dan pusat volume (VMP). KSP manusia terletak kira-kira di ketinggian pusar dan merupakan titik penerapan gaya beban ke bawah. VMP adalah titik penerapan untuk daya apung statis dan karena dada yang tebal kira-kira setinggi dada. Di dalam air, KSP dan VMP saling bergeser. Contoh: Sebuah kubus (setengah styrofoam, setengah besi) tidak terletak di atas permukaan air, tetapi setengah logamnya tenggelam, dan kuboidnya vertikal, dengan sisi styrofoam menghadap ke atas.

Mirip dengan kubus, prinsip ini bekerja dengan tubuh manusia. KSP dan VMP saling mendekat dan akibatnya kaki tenggelam dan badan semakin vertikal di air.

Penting! Kaki yang menggantung terlalu dalam di air tidak menghasilkan tenaga penggerak dan meningkatkan ketahanan air, yaitu kaki ke permukaan.

Untuk menghindari penurunan kaki, disarankan untuk melatih pernapasan diafragma / perut daripada pernapasan dada saat berenang, sehingga VMP dipegang sedekat mungkin dengan KSP, dan di sisi lain untuk menjaga kepala tetap di air dan meregangkan lengan jauh ke depan. Ini menghasilkan pergeseran kepala KSP menuju VMP.

Hukum untuk benda yang meluncur di air

Sebuah tubuh yang bergerak di dalam air menciptakan berbagai efek rumit yang harus dijelaskan untuk memahami berenang.

Gaya yang timbul di air dibagi menjadi pengereman dan penggerak.

Resistensi total yang dilawan oleh tubuh manusia dalam air terdiri dari tiga bentuk:

Resistensi gesekan muncul dari fakta bahwa partikel air individu ditarik sepanjang jarak tertentu pada kulit perenang (Aliran lapisan batas). Gesekan statis yang disebut ini berkurang dengan bertambahnya jarak dari perenang. Ketahanan gesekan ini bergantung pada struktur permukaan, itulah sebabnya dalam beberapa tahun terakhir orang semakin banyak menggunakan pakaian renang gesekan rendah saat berenang.

Resistensi terpenting untuk berenang adalah ketahanan bentuk. Di sini, partikel air digerakkan berlawanan dengan arah gerakan / renang dan memiliki efek pengereman pada perenang. Resistensi bentuk tergantung pada bentuk tubuh dan turbulensi air di belakangnya. Lihat bentuk dan aliran tubuh.

Hambatan terakhir saat berenang disebut hambatan gelombang. Secara sederhana, ini berarti bahwa dengan berenang dan meluncur, air harus diangkat melawan gravitasi. Gelombang muncul. Ketahanan ini tergantung pada kedalaman air, dimana semakin banyak perenang yang memanfaatkan dan melakukan fase luncur di perairan yang jauh lebih dalam.

Pengangkatan hidrodinamik

Gaya angkat hidrodinamik terlihat jelas dari sayap pesawat terbang. Sifat sayap pesawat udara dirancang sedemikian rupa sehingga udara yang mengalir di sekitarnya mencakup jarak dengan panjang yang berbeda di sisi sayap. Karena partikel udara berkumpul lagi di belakang sayap, aliran di sekitar sayap harus dengan kecepatan yang berbeda. Yakni: lebih cepat di atas dan lebih lambat di bawah. Ini menciptakan tekanan dinamis di bawah sayap dan tekanan hisap di atas sayap. Jadi episode lepas landas dari pesawat.

Hal yang sama terjadi pada perenang di air, tetapi tidak begitu sempurna.

Peningkatan ini diilustrasikan oleh contoh berikut. Jika Anda berbaring di air, kaki Anda akan tenggelam dengan relatif cepat.Namun, jika Anda terus-menerus ditarik melalui air oleh pasangan, daya apung hidrodinamik menyebabkan kaki Anda tertahan di permukaan air.

Arah tindakan dalam berenang dibagi sebagai berikut:

perlawanan: Melawan arah renang

Pengangkatan hidrodinamik: Tegak lurus dengan arah renang

Berkendara: Dalam arah berenang

Bentuk dan aliran tubuh

Bukan area frontal suatu benda, seperti yang diasumsikan sebelumnya, tetapi rasio luas frontal terhadap panjang tubuh memegang peranan paling penting dalam ketahanan terhadap air.

Hal ini dapat diilustrasikan dengan contoh berikut.

Jika Anda menarik pelat dan silinder dengan permukaan yang sama melalui air, hambatan air di depan bodi adalah sama, tetapi turbulensi saat bangun sangat berbeda.

Oleh karena itu, istilah resistensi dahi tidak sepenuhnya benar, karena turbulensi saat bangun memperlambat tubuh lebih kuat.

Menurut temuan terbaru, struktur penguin yang berbentuk gelendong memiliki turbulensi paling sedikit setelah bangun. Ikan dengan bentuk tubuh seperti ini termasuk perenang tercepat.

Contoh arus balik:

Seseorang yang berjalan melalui air menarik pasangannya yang berjongkok di permukaan air di belakangnya karena efek isap yang dihasilkan.

Propulsi di dalam air

Tenaga penggerak di dalam air bisa lewat Perubahan bentuk tubuh (gerakan sirip pada ikan) atau Konstruksi menghasilkan tenaga penggerak (Propeller). Dalam kedua metode tersebut, air digerakkan dan dengan demikian bertindak kembali pada benda yang mengambang. Reaksi timbal balik disebut abutmen.

Tiga prinsip penggerak dalam air dijelaskan lebih rinci di bawah ini.

1. Prinsip tekanan dayung:
Misalnya. Kaki bebek: Di sini kaki bebek digerakkan tegak lurus dengan arah gerakan (mundur). Di bagian belakang ada tekanan negatif (air mati), yang memperlambat tubuh terapung. Banyak energi yang dibutuhkan dan daya penggeraknya rendah.

2. Prinsip reflektif:

Misalnya. Gurita: Cumi-cumi mengumpulkan air di dalam tubuhnya dan mengeluarkannya melalui saluran yang sempit. Ini menciptakan dorongan pada tubuh

3. Prinsip undulasi:

Misalnya. lumba-lumba: Di belakang setiap tubuh, massa air yang berputar terjadi di belakang. Namun, dalam kebanyakan kasus, massa air yang berputar ini tidak teratur dan memiliki efek pengereman. Dengan lumba-lumba, massa air diatur oleh gelombang tubuh dan karenanya dapat berguna untuk penggerak. Massa air yang teratur ini disebut pusaran. Namun, dalam berenang, sangat sulit untuk mengatur massa air dalam rotasi yang teratur dengan menggerakkan tubuh. Namun, dalam kisaran performa, ini memungkinkan kecepatan berenang yang sangat tinggi.

Mendorong konsep

Konsep penggerak konvensional:

Dengan konsep penggerak konvensional, bagian tubuh yang digunakan untuk mengemudi digerakkan dalam garis lurus dan berlawanan arah dengan arah berenang (actio = reactio). Massa air yang besar digerakkan dengan kecepatan yang meningkat tetapi dengan sedikit tenaga penggerak (kapal uap dayung).

Konsep penggerak klasik:

Propulsi dengan gaya apung hidrodinamik (dibandingkan dengan baling-baling kapal).

Namun, konsep penggerak ini kontroversial karena baling-baling selalu menerima air dari sisi yang sama dan telapak tangan tidak saat berenang. Selain itu, penggerak ini hanya bekerja setelah jarak lari tertentu, tetapi tarikan lengan saat berenang hanya 0,6-0,8 m.

Konsep Vortex drive: (model yang saat ini digunakan)

Massa air yang berputar setelah kaki dan tangan menjadi semakin penting sebagai penghasil abutment dalam beberapa tahun terakhir.

Pusaran terbentuk ketika massa air bergerak dari stagnasi ke area hisap. Upaya dilakukan untuk menampung banyak air di ruang kecil, dibandingkan dengan menggulung karpet. Pusaran muncul di belakang kaki sebagai bentuk rol, dan di belakang tangan sebagai bentuk kepang.