Biomehanika zaveslaja kraul tehnike

Svaka vrsta rada i svaka vrsta ljudske delatnosti je uvek izražena pokretom koji predstavlja osnovno sredstvo i cilj svih oblika kretanja čoveka. Potreba za kretanjem je jedna od osnovnih svojstava svih živih bića i ponavljanjem pokreta se poboljšava motorika čoveka što se odražava na stanje svesti, a to dalje omogućava usvajanje navika za složenija kretanja. Pokret se može analizirati sa više različitih aspekata: anatomskog, fiziološkog, biomehaničkog, korektivnog, psihološkog, pedagoškog, sociološkog, estetskog itd. Složenost i specifičnost kretanja živih tela, kod kojih se mora voditi računa o mehaničkim osobinama aspekta kretanja i o biološkim uslovima organizma nametnula je novi pravac istraživanja i uslovila formiranje biomehanike. (Bajrić, 2011).

Biomehanika u sportu predstavlja važnu disciplinu koja je jedan od glavnih pokretača napretka u većini sportova već decenijama. Biomehaničkom analizom kretanja sportista u određenim disciplinama, ili praktično rečeno – analizom tehnike sportista, dolazi se do veoma značajnih podataka o ekonomičnosti, efikasnoti i načinu kretanja sportiste. Ti podaci se mogu iskoristi na više različitih načina, a najčešće se koriste za poboljšanje onih aspekata koji su manje razvijeni kod sportiste.

Biomehanika u plivanju je od esencijalnog značaja za performanse plivača i veliki deo vremena stručnjaci i treneri provode u biomehaničkoj analizi sportista. Biciklizam, gde je biomehanika pozicije na biciklu bila prekretnica u poslednjoj deceniji, ili atletika sa akcentom na trčanje gde su se zahvaljujući biomehaničkim poboljšanjima kod sportista oborili mnogi rekordi, su samo još neki od desetine sportova gde nauka biomehanike pronalazi svoju široku ali specijalizovanu primenu.

Tehniku kretanja u plivanju čine položaj tela, put kretanja kojeg određuje pravac i amplituda pokreta, brzina, tempo i ritam kretanja i unutrašnje i spoljašnje sile koje imaju određeni uticaj na kretanje. Unutrašnje sile su sile aktivnog delovanja mišića, sila unutrašnjeg otpora, trenje mišića i reaktivna sila koja se javlja u aparatu za kretanje. U spoljašnje sile spadaju sila zemljine teže, sila reakcije podloge (odnosno vode) i sila otpora sredine (fluida) u kojoj se telo kreće.

Kroz duži vremenski period pojavljivale se se različite teorije kada su u pitanju biomehanički elementi plivača, i plivačka tehnika je pretrpela više različitih definicija u smislu šta je zapravo pravilna i efikasna, odnosno ekonomična tehnika. Na plivača deluju propulzivne sile i sile otpora i najvećim delom one određuju kakav tip tehnike će plivač da poseduje i primenjuje. I male promene u tehničkim elementima imaju veliki uticaj na veličine svih pojedinačnih sila, pogotovo pri većim brzinama plivanja kada tehnika dobija veće značenje, tj. kada je i lakše uočiti te elemente jer se sile povaćavaju. Do danas su mnogi elementi dovoljno ispitani i mnoge teorije su potvrđene, odnosno današnji plivači svetske klase imaju efikasne tehnike, što im pomaže da u velikom delu iskoriste svoje fizičke performanse na najekonimičniji način.

Propulzivne sile u plivanju

U prethodnim decenijama se vodila velika polemika koja sila ima veći uticaj – “drag” sila odnosno horizontalna sila vuče ili sila otpora ili “lift” sila odnosno vertikalna sila potiska tj. sila uzgona.

Sedamdesetih godina prošlog veka važilo je mišljenje da je najefikasnije koncentrisati se samo na povlačenje ruke i šake prema nazad odnosno da je horizontalna sila predominantna (Brown, Counsilman, 1971; Counsilman, 1971). Potom su usledile studije koje su pokazivale da vertikalna sila ima velik i krucijalan uticaj, kada i nastaje skaling (sculling) element zaveslaja.

Te studije su pokazivale sličnost i efikasnost skaling pokreta šake i propelera, gde dolazi do primene Bernulijevog principa koji se izvodi iz zakona o održanju energije gde kao posledice imamo da ukoliko dolazi do povećanja brzine da mora doći do smanjenja pritiska. Tim principom su vođene i studije koje su se bavile pokazivanjem bitnosti vertikalne sile potiska, koja dolazi do izražaja u krivoj putanji šake i ruke kroz vodu.

Potom su 90-ih godina preovladale studije (Cappaert, 1993; Cappaert, Rushall, 1994; Rushall et al, 1994) koje pokazuju da se više značaja za bitnost kretanja tela napred mora dati horizontalnim silama vuče.

Ne treba izdvajati ni jedan model kao poptuno korektan, već opisati zaveslaj i zahvat zaveslaja (catch) i kretanje tela kroz vodu kao simbiozu sila koje deluju iz više pravaca i koje su i horizontalne i vertikalne, ali se može naslutiti na osnovu urađenih studija da je efekat sile vuče veći od efekta sile potiska. Zbog toga je savijanje šake u zglobu, a potom potisak prema nazad osnovni deo zaveslaja koji utiče na pokret tela ka napred, iako se ne smeju poptuno izolovati niti zanemariti ostali elementi poput položaja tela, rada nogu, rotacije, disanja, kontinuiteta zaveslaja, tajminga zaveslaja itd. Može se zaključiti da su esencijalni faktori za performanse kraul plivačke tehnike, kroz analizu biomehanike, aktivna horizontalna sila vuče, efektivna sila propulzije, efikasnost “propeliranja” (skaling) i izlazna snaga. Brzina plivača je određena sposobnošću da generiše silu propulzije uz redukciju otpora pri kretanju napred (Toussaint, Beek, 1992).

Bernulijev princip

Bernulijev princip govori da je pritisak fluida smanjen kada god je brzina protoka fluida povećana. Razlika u pritisku između dva protoka fluida je opisana kao dinamički uzgon. Najčešće korišćena primena Bernulijevog principa se veže za asimetričan oblik avionskog krila. Zaobljena gornja strana uzrokuje brži protom vazduha nego donja strana koja je ravna ili konkvana, što uzrokuje razliku u pritisku. Posledica je sila uzgona koja deluje na krilo.

Još od 70-ih godina se Bernulijev princip spominje u literaturi, ali je njegova primena odnosno uticaj u plivanju kroz različite periode imala različita značenja. Princip razlike u pritisku je najčešće korišćen za objašnjenje Bernulijeve sile uzgona u plivanju. Autori koji su istraživali na ovu temu su pokušali da pojasne zašto sila otpora sredine ne može biti poželjna sila u plivanju. To je pokazivano analogijom mašina koje nisu uspešne u efikasnosti properliranja i njihovih sličnosti sa plivačima. Njihovom eliminacijom kao propulzivnih modela i komponente sile otpora sredine koja se prikazuje kao neefikasna u svakom slučaju, dolazilo se do zaključka da preostala sila Bernulijevog uzgona mora biti korisna. Tri reprezentativna primera analogije su korišćena, ali se mora imati u vidu da one imaju nedostatke i da ne eliminišu opciju da sila otpora sredine može biti dobra u plivanju.

Prvi primer se odnosi na analogiju “vesla gusenice” gde turbolencija (vrtložne sile na slici označene kao “eddies”) lopatice utiče na sposobnost druge da kreira silu otpora sredine. Uglavnom se opisuje argument da nije efikasno da plivač vuče šaku direktno prema nazad jer će u tom slučaju “vući” vodu. Ta teorija je bila dosta prihvaćena, ali postoji veoma očigledan propust koji se svodi na to da plivač nema nekoliko ruku u vodi u isto vreme. Zbog toga je analogija pogrešna. Stoga primer nije potvrda da izbegavanje uzrokovanja sile otpora sredine kreira propulziju.

Drugi primer se odnosi na analogiju “kružnog vesla”. Greška sa ovom analogijom jeste ta što se samo na “dnu” rotacije uzrokuje sila koja deluje prema nazad čime se uzrokuje sila propulzije prema napred. Plivač je ponovno prikazan u primeru kao da ima tri ruke u jednom momentu u vodi, gde su one skroz ispravljene, što očigledno nije dobar primer. Potom se greška pronalazi u “dubini” zaveslaja – pravilna tehnika ne podrazumeva zahvat sa ispruženom rukom prema dnu, već se ruka i lakat rotiraju i pokret je nepravilan, i dolazi do rotacije tela. Na slici kod kružnog vesla uzrokovana je turbolencija i pravac sile je maksimalan samo na momenat zbog pravih vesla, dok plivač nema ispruženu ruku tokom cele rotacije, već se iz lakta savija i rotiranjem tela može da se uzrokuje sila propulzije. Stoga nekoliko očiglednih dokaza da i druga analogija nije ispravna.

Treći primer se odnosi na analogiju “propelera” gde je krivim linijama opisan zaveslaj plivača. Iako se pretpostavlja da je ilustracija predstavljena da se prenese ideja kako sila uzgona može biti uzrokovana lateralnim (bočnim) pokretima, postoji rizik kada se shvata analogija. Šaka plivača u kraul plivanju ne funkcioniše u rotacionom smislu propelera i bilo kakva analogija pokreta ruke plivača i propelera ne može biti skroz ispravna. Plivač pravi samo pola zaveslaja u vodi i ne može rotirati ruku u zglobu ramena u obliku rotacije propelera. Na prikazanoj ilustraciji plivač i propeler idu u suprotnim smerovima, tako da i na trećem primeru postoje mnogi propusti koji pokazuju na analogija nije ispravna.

Zbog činjenice da su sva tri primera pogrešna, i zbog toga ne eleminišu mogućnost da sile otpora sredine mogu biti korisne za zaveslaj plivača.

Primarni prikaz Bernulijov principa kao razloga zbog čega plivači idu napred je pretpostavka. Potrebna je verifikacija da propulzivne sile u plivanju jesu predomintatno sile uzgona i da šaka i podlaktica sa radijalne i spoljne strane uzrokuju uzgon površine vode ako je Bernulijeva interpretacija podržana.

Sila uzgona i otpora sredine

Opšte prihvaćeno stanovište kada su u pitanju sile koje utiču na propulziju plivača jeste da su sile uzgona i otpora sredine one koje uzrokuju propulziju. Plivači bi trebali da maksimalno iskoriste sile koje uzrokuju propulziju (kretanje napred). Sprigings i Koehler (1990) su predstavili objašnjenje korišćenjem Drugog i Trećeg Njutovnog zakona da bi se opisala sila otpora sredine i sila uzgona u plivanju. Dok plivač gura ruka prema nazad, fluid (voda) ispod šake je usporena zbog ugla pri kojem se nalazi šaka (napadni ugao) i zbog sila trenja (otpora). Kada je ugao manji, usporenje je malo i uzrokuje manju silu uzgona i silu otpora sredine, a kada je ugao veći, usporavanje se povećava, kao i sila reakcije. Sila reakcije se može razližiti na komponente uzgona i otpora. Usporavanje je uzrokavano i silom trenja površine šake i podlaktice, kao i veličinom šake i podlaktice dok ona prolazi kroz vodu.

Interpretacija propulzije kroz vodu prema Njutnu je bazirana na impulsno-inertnoj vezi (Drugi Njutnov zakon). Bilo kakva promena opsega ili pravca impulsa vode koje uzrokuje plivač, je direktna posledica impulsa – sile koja deluje određno vreme. Treći Njutnov zakon diktira da mora biti isti impuls sile, ali koji deluje na plivača, koji je potom razložen na dve normalne komponente, uzgona i otpora. Sila otpora sredina je paralerlna i deluje u istom smeru kao i relativni protok fluida pre nego što dođe do kontakta sa telom (delom tela). Sila uzgona je definisana kao komponenta sile koja je normalna na silu otpora sredine. Korišćenjem Njutnovskog pristupa za razumevanje propulzije, potrebno je vizualizovati promene u veličini i pravcu narušenog impulsa vode dok se kreće pored tela plivača, a potom primeniti Treći Njutnov zakon. Sa druge strane, Bernulijev princip je baziran na teoremi rada i energije koja uzrokuje ozbiljne limite prilikom sposobnosti da se predvide sile uzgona u praktičnom smislu kao što je analiza zaveslaja plivača. Bernulijev princip tj. njegova primena nije u stanju da predvidi sile otpora sredine.

U mirnoj vodi sila otpora sredine deluje u suprotnom smeru od linije pokreta i “odupire” se pokretu. U svim plivačkim tehnikama sile koje su prikazane na slici su postojeće i deluju na prikazan način. Prikazane su komponente propulzivnih sila iz bočne perspektive. Linija protoka (pomeranja) je pravac po kojem se šaka pomera. Sila otpora sredine deluje suportno i sila uzgona deluje normalno na liniju pomeranja. Sila rezultante je izvedena iz sila uzgona i otpora sredine. Napadni ugao šake u prikazanom primeru je ugao prema horizontali.

Ne postoji indikacija za liniju propulzije jer pokreti ruke mogu uticati na propulziju, i jer može reagovati na druge pokrete tela. Nepravilno je zaključiti da se linija pomeranja uvek poklapa sa linijom propulzije.

Korišćenjem Njutnovog modela, sila otpora sredine je sačinjena od tri dela: izazvanim otporom, silom trenja i otporom oblika. Svaki je povezan sa napadnim uglom i zajedno formiraju koeficijent otpora. Takav model može predvideti i silu otpora sredine i komponente sile uzgona u akciji šake ili podlaktice plivača.

Glavni aspekt navedene interpretacije jeste pravac pri kojem se šaka kreće. Taj pravac je linija pomeranja. Sile otpora reaguju obrnuto na liniju pomeranja i sile uzgona deluju pod pravim uglovima. Slika sila otpora i uzgona i njihovih veličina ilustruje neke od pravaca sila koje su uzrokovane pozicijom šake u kraul plivanju. Podaci merenja su prikupljeni od strane Wood-a, 1977. Može se primeniti da je pravac sila određen nagibom šake.

Linije sila D i L određuju pravac u kome deluju u svakom momentu, i sa slike se može uočiti intezitet tih sile koje su predstavljene belim i crnim nivoom njihove veličine. Može se zaključiti da je sila uzgona udaljena od tela u prvih pet pozicija. Plivač ubrzava u pozicijama 6, 7 i 8 u kojima je sila otpora sredine veća od sile uzgona.

Postoje razni opisi koji pokušavaju da potvrde verovanje da Bernulijev princip (sile uzgona) jesu svrsishodne za plivanje. Na slici linija F označava pretpostavljen pravac uzrokovanih sila. U delu slike A se ilustruje idealno avionsko krilo koje ne uzrokuje turbolenciju otpora sredine. Sile uzgona su pod pravim uglom na protok vazduha, i to je jedina generisana sila zbog promene protoka vazduha preko savijenog gornjeg dela krila. Segment slike B izlustuje pogrešnu analogiju na isti princip koji je primenjen na šaku (prilagođeno sa: Counsilman, 1977), a segment slike C ilustruje za čega postoji najveća šansa da se zapravo dešava kada šaka klizi kroz vodu. Njen “nepoželjan” oblik kreira razlaganje dva pravca i uzrokuje turbolentnu silu otpora sredina koja rezultira da plivač ide u pravcu linije protoka. U delu C sila uzgona je verovatna mala zbog razloženih pravaca protoka vode čije se sile suprostavljaju jedne drugoj.

Analiza Cappaert-a (1993) koja je sprovedena na Svetske i Olimpijske šampione je pokazala da je propulzija (kretanje napred) dostignuta samo onda kada se “obezbede” glavne komponente sile otpora sredine u svim disciplinima sem u disciplini prsno. U kraulu kada šaka zahvata napred i kada se vuče prema nazad, sila koja usporava plivača se pojavljuje. Taj pronalazak je bitan uprkos pretpostavci da je sila uzgona kreirana (Wood, 1977; Wood, Holt, 1979).

Sile koje egzistiraju tokom plivanja su kombinacija bočnih i uzdužnih sila i sile uzgona i sile otpora sredine. One se dešavaju jer plivač ne “provlači” šake poptuno ravno prema nazad već se ona nepravilno kreće kroz vodu. U većini segmenta postoje elementi bočnih pokreta. Counsilman (1970) je prikazao slike plivača uspod vode pokušavajući da podrži važnost sila uzgona i Bernulijevskog principa gledišta u plivanju, međutim od tada su tehničke osnove efikasnog zaveslaja dosta promenjene – napredovale su, i samim tim su i performanse plivača drastično poboljšane. Na slici se može videti reprezentativan primer dva plivača: Čarli Hikoksa iz 1967. godine koji je tada imao najbolje svetsko vremen na 200 metara delfin i Pabla Moralesa iz 1992. godine kada je osvojio zlatno Olimpijskim igrama u Barseloni na 100 metara delfin.

Može se uočiti da Morales (analiza iz Barselone 1992.) ima direktiniji zaveslaj kojim se podržavaju veće sile otpora sredine. Tačka Ps pokazuje start propulzije za svaku od Moralesovih šaka. Propulzija se nastavlja do kraja traga pokreta kada šake napuštaju vodu. I zbog takvog traga gde se vidi zahvat Moralesa i orijentacija šake nije moguće da Bernulijeva sila uzgona ima najveći značaj za demonstriranu propulziju. Takođe je i asimetrija između desne i leve ruke kod oba plivača uočljiva. Zbog svega navedenog bitno je ispitati i primeniti Njutnove zakone da bi se dobila precizna slika o tome na koji način i koje sile imaju najveći uticaj u plivanju.

Sile otpora u plivanju

Kada plivači ne primenjuju sile propulzije dovoljne jačine, dolazi do usporavanja. Često se uočava da određeni pojedinci “klize” kroz vodu sa manje napora nego ostali. Određeni plivači plivaju dobro (pravilno) pri manjim brzinama, ali pri većim brzinama dolazi do manjeg napretka nego kod ostalih. Jedno od objašnjenja za takve razlike može biti količina otpora koju uzrokuje prilač krećući se kroz vodu.

Karpovich (1933) je opisao tri sile otpora u plivanju:

• Trenje (frikcija) kože
• Otpor uzrokovan oblikom tela
• Otpor talasa

Takva klasifikacija je značajna za trenere. Međutim, jedno vreme (Čatard et al, 1990) su istraživači polemisali o pasivnom i aktivnom otporu sredine. Pasivni otpor sredine je količina otpora koja postoji kada se plivač ne kreće. Aktivni otpor sredine je otpor koji nastaje pokretom plivača i koji je dodat pasivnom otporu. Određeni istraživači su usmerili pažnju na delimične uzroke otpora, Counsilman (1977) je usmerio pažnju na a) čeoni ili frontalni otpor, (b) otpor “repa” ili “Edijev otpor” (Eddy resistance) koji je praktično vrtložni otpor, i (c) trenje kože. Treba napomenuti da frontalni otpor i vrložni otpor spadaju u istu kategoriju otpora, to je otpor sredine.

Važno je posmatrati otpor iz ugla plivačkih performansi. Ako otpor može biti umanjen, tada će efekti propulzije plivača biti povećani. Za poboljšanje biomehanike plivačke tehnike treba se fokusirati na akcije koje povećavaju brzinu plivanja i smanjuju impendansu za napredak (Rushall, 1994).

Otpor bi trebao da bude najniži mogući na svim delovima tela sem na podlakticama i šakama jer oni treba da izazovu što veću silu otpora, odnosno da se “odgurnu” od istu. Njihov položaj i površina bi trebali da povećaju silu otpora sredine. Zaključak je da sile otpora trebaju da budu što manje u većini akcija plivača sem u onim akcijama koje učestuvju u direktnoj propulziji.

Sheehan i Laughrin (1992) su klasifikovali otpor (tri tipa otpora) koju su bili naznačeni od strane Karpoviča, i opisali njegove kvalitativne i kvantitativne efekte i sugerisali su kako bi trebao biti meren. Beneficija klasifikovanja tri tipa otpora je ta što svaka ima direktnu primenu na plivačku tehniku. Kada su samo neke sile aktivnog i pasivnog otpora uzrokovane, one su previše uopštene za bilo kakav konkretan koncept.

Trenje (frikcija) kože

Sila trenja se pojavljuje kada voda prelazi preko neravne površine. U pitanju je pasivni otpor sredine. Površina kože, konture tela, kosa i plivačko odelo (ili kupaći) su primeri neravnina koji stvaraju frikciju dok se plivač kreće kroz vodu. Veza sile trenja i brzine je linerana, i ona uzrokuje male efekte na performanse dok se povećava brzina.

Sa slike se može uočiti da što je veća količina vode koja se “prenosi” od strane plivača, veća će biti frikcija odnosno otpor – sila trenja. Da bi se smanjila frikcija kože i plivačkog odela, potrebno je održati laminarno kreatnje (u dinamici fludia laminarno kretanje je opisano kao pravolinijsko kretanje bez turbolencija, ili stanje gde se fluid kreće “glatko” preko površine). Laminarno kretanje je karakterisano finim, paralelnim slojevima fluida (Hall, 2012).

I najmanja iregularnost (oštra ivica, neravnina) je dovoljna da se naruči laminarni protok i uzrokuje turbolentni protok. U turbolentnom protoku, voda u kontaktu sa površinom uzrokuje vrtložne sile (struje) na mirkoskopskom niovu, i tako utiče na brzina, snagu i efikasnost plivača. Nemoguće je da se ljudsko telo kreće laminarno u potpunosti, već samo u određenim manjim delovima. Za efikasnost je najbitnije smanjiti turbolentno kretanje koje će rezultirati u boljem “kliženju” kroz vodu.

Odstranjivanje dlaka sa tela i nogu može smanjiti silu trenja. Smanjen otpor treja smanjuje i primenu sile po zaveslaju kada se poredi sa telom sa kojeg nisu odstranjene dlake (Sharp, Costill, 1990). Uska plivačka odela od čistih materijala sa strukturama koje smanjuju šavove i ivice su drugi načini za smanjenje sile otpora. Plivačka kapa od lateksa takođe obezbeđuju smanjenje sile trenja. Bitno je napomenuti da površina ne treba bude u potpunosti glatka, već da poseduje finu teksturu koja zadržava tanku prevlaku vode koja postaje “deo” plivača i kreće se zajedno sa njim. To rezultira u trenju “vode na vodu” koja je mnogo manja nego od veoma glatkog odela ili kože na vodu (Imhoff, Pranger, 1975).

Otpor uzrokovan oblikom tela

Otpor uzrokovan oblikom tj. geometrijom plivača je druga komponenta pasivnog otpora, ali može biti deo i aktivnog optora. Manjim delom uticaj ima i gustina vode, što je i razlog zbog čega postoje razlike u performansama plivanja u slanoj i slatkoj vodi.

Četiri primera sa slike prikazuju različit “strimlajning” odnosno različita kretanja kroz vodu. Efekat strimlajninga (streamlining) je redukcija turbolencijekoja nastaje pokretom ivice tela u fluidu (Hall, 2012). A: pri kraul plivanju glava je izbačena i došlo je hiperekstenzije vrata što za posledicu ima krivljenje kičme i kukove nisko u vodi, što uzrokuje veći otpor. Ispravljen vrat gde se gleda ispod tela predstavlja bolji “strimlajn”. B: plivač pri leđnom plivanju ima takav zaveslaj da leva ruka ulazi desno odnosno prelazi liniju sredine tela, zbog čega dolazi do pomeranja kukova u obe strane čime se povećava otpor uzrokovan oblikom tela. C: plivač koji pliva tehnikom prsno ima visok položaj glave čime dolazi do “propadanja” kukova, čime dolazi do povećanja otpora. Kada je pokret ruku više ispred torza i kada glava plivača gleda ka dole, otpor je smanjen. D: preveliko izdizanje glave iznad vode prilikom disanja, i hiperekstenzija vrata uzrokuju da noge i kukovi budu suviše nisko čime se povećava otpor. Kada su smanjeni “izbačaj” glave i pokret vrata, smetnje u strimlajningu i otporu su smanjene.

Najvažniji faktor u obliku tela je poprečni presek odnosno frontalni otpor koji utiče na telo. Otpor oblika tela se kvadratno povećava sa povećanjem brzine, čime on postaje veoma bitan i uticajan prilikom bržeg plivanja.

Otpor oblika tela se smanjuje kada plivač u svakom momentu teži pravilnom strimlajningu. Uopšten koncept za sve tehnike je da ramena i pluća prave seku određen deo vode, a da kukovi noge prate tu putanju tj. prolaze kroz taj isti deo vode. To rezultira u što ravnijem mogućem plivanju.

Sa slike se uočava bolja strimlajn pozicija Kierena što utiče na njegovu superiornost kada su u pitanju performanse. Kieren je isplivao 14:43:48 min na OI u Barseloni 1992., a Jorg 15:50:36 min na SP u Pertu 1991. godine, što predstavlja razliku od 7 sekundi.

Otpor talasa

Otpor talasa se javlja kada plivač uzorkuje pojavu talasa i turbolencije i velika je komponenta aktivnog otpora. Pošto talasi prenose energiju, ona potiče od plivača. Energija koja može biti primenjena na produktivnu silu je izgubljena prilikom nepotrebnim uzrokovanjem talasa. Iako je oblik tela uticajan na sile koje se javljaju povećanjem frotnalnog otpora, on takođe utiče i na otpor talasa povećanjem turbolencije (odnosno edijevih vrtložnih sila).

Sa slike se mogu uočiti detalji povezani za otpor talasa i određene položaje i pokreta prilikom plivanja. A: prenaglašeno zaranjanje prilikom plivanja delfin tehnikom. B: prenaglašen ulazak ruke prilikom plivanja tehnikom leđno, gde ruka ulazi preko linije sredine tela čime se uzrokuje pomeranje kukova bočno. C1: prevelik izbačaj glave prilikom disanja u toku plivanja kraul tehnikom čime se uzrokuje loš rad nogu koji je duboko. C2: smanjenjem izbačaja glave uzrokuje pomeranje veće količine vode. Sva četiri primera ilustruju kako određene pozicije tela i pokreti utiču na povećanje sila otpora.

Primeri produkcije talasa i samim tim uzrokovanje otpora talasa su:

• Prenaglašeni vertikalni pokreti (najčešće u delfin i kraul tehnici)
• Prenaglašeni bočni pokreti (najčešće u leđnoj tehnici, kao i u kraulu kada se diše isuviše nazad čime se uzrokuje preveliko pomeranje kukova)
• Bilo kakav pokret koji nije uzdužan u horizontalnom smeru

Najuticajniji od svih otpora je upravo otpor talasa jer se povećava kubno u relaciji sa povećanjem brzine. Što plivač brže pliva to će veći uticaj imati otpor. Međutim plivač ima veliki deo kontrole nad ovom vrstom otpora. Otpor talasa može biti smanjen tako što že se smanjiti nepotrebni vertikalni i lateralni pokreti tela.

Efekti usporavanja su različiti za svaku formu otpora. Ukoliko plivač poveća brzinu plivanja duplo, sila trenja će se takođe povećati duplo, međutim otpor uzrokovan oblikom tela će se povećati četiri puta (2²), a otpor talasa čak osam puta (2³). Lako se uviđa da ove osobine plivačke efikasnosti postaju veoma bitne kada plivač povećava brzinu. Stoga uvek dolazi do momenta kada povećanje trenutne brzine iziskuje mnogo velike količine energije da bi se prevazišle različite sile otpora.

Iako su sve tri forme sila otpora opisane i objašnjenje posebno, treba napomenuti da u određenoj dinamičkoj akciji upotrebom jedne nepovoljne akcije u toku plivanja može doći do nepovoljnih povećanja u sve tri sile otpora.

Reprezentativan primer je kada plivač ima prenaglašene pokrete glave i ramena u toku plivanja delfin tehnikom čime se uzrokuje preveliko zaranjanje nakon ulaska šaka, ruku i glave u vodu što uzrokuje:

• Povećanje sile trenja zbog povećane površine gornjeg dela tela koje je u vodi
• Povećanje otpora uzrokovano oblikom tela jer je smanjen strimlajning zbog velike felksije u kukovima
• Povećanje otpora talasa zbog prevelikog “izbacivanja” vode

Tako da postoji povezanost između različitih sila otpora kao i svih akcija koje plivač preduzima u toku plivanja bilo kojom od četiri plivačke tehnike. I upravo zbog povećanja važnosti sila otpora kada plivač pliva brže, mora se obratiti pažnja na eliminaciju nepotrebnih pokreta koje nisu energetski efikasne kod plivača. Strimlajning je jedna od najbitnijih formi kretanja čija pravilna primena utiče na maksimalno smanjenje postojećih sila otpora.

Literatura

1. Rushall B. (2013): Swimming Science Bulletin, San Diego State Univeristy, USA.
2. Bajrić O. (2010): Biomehanika sa kineziologijom  (skripta), Fakultet Sportskih Nauka, Banja Luka, BIH
3. Marinković M. (2013): Antropomotorika (skripta), Fakultet za Sport, Beograd
4. Hall S. (2012): Basic Biomechanics, The McGraw-Hill, New York, USA.
5. Toussaint H., Beek P. (1992): Biomechanics of competitive front crawl swimming, Sports Medicine, New Zealand
6. Rushall, B., Sprigings, E., Holt, L., & Cappaert, J. (1994); A re-evaluation of forces in swimming, Journal of Swimming Research
7. Counsilman J. (1971): The application of Bernoulliís Principle to Human Propulsion in Water, ULB, Brussels, Belgium
8. http://www.swimsmooth.com „Vizualizacija tehnike plivanja“
9. http://sr.wikipedia.org „Bernulijeva jednačina“
10. http://www.svl.ch „Plivačka tehnika: sila vuče i sila potiska“
11. http://www.usatriathlon.org „Efikasno triatlonsko plivanje“
12. http://biomech.byu.edu „Mehanika fluida“
13. http://www.topendsports.com „Biomehanika i plivanje“
14. http://www.en.wikipedia.org „Laminar flow“
15. http://www.en.wikipedia.org „World record progression 1500 m freestyle“

* Većina grafika je prilagođena sa coachsci.sdsu.edu

Ognjen Stojanović | 21. mart 2016.

---

Napomena: članak je dozvoljeno objaviti na drugim mestima uz vidljivo navođenje izvora i linka.