Hvordan styrer svømmere deres frontcrawl-svømmehastighed?

Et forskerhold ledet af Fakultet for Sundheds- og Idrætsvidenskab ved University of Tsukuba har gennemgået hydrodynamiklitteraturen relateret til svømning. De identificerede visse biomekaniske aspekter, herunder forholdet mellem hastighed og trækstyrker, som ikke er helt forstået. Dette arbejde kan hjælpe med at lede fremtidig forskning, der kan forbedre præstationerne for konkurrencesvømmere.

De seneste Olympiske Lege i Tokyo leverede imponerende bedrifter af fart i poolen, med eliteatleter, der sætter mange nye olympiske rekorder og verdensrekorder. Hvad seerne måske ikke er klar over, imidlertid, er kompleksiteten af ​​videnskaben, der ligger til grund for den til tider splitsekund forskel mellem at vinde en guldmedalje og gå tomhændet hjem. Biomekanik, studiet af kroppens bevægelse, og hydrodynamik, det område af fysik, der beskæftiger sig med væskestrømme, indeholder mange spørgsmål, der stadig er dårligt forståede - og svømning passer lige i skæringspunktet mellem disse emner. For svømmere, der deltager i løb, selv et lille fremskridt i viden kan føre til en konkurrencefordel.

Nu, et team af forskere ledet af University of Tsukuba har samlet forskning i frontcrawl-svømning biomekanik, med fokus på fremdrifts- og modstandskræfter ved forskellige svømmehastigheder, at danne et mere fuldstændigt billede af sammenhængene mellem de kritiske variable. "Ny viden om svømmeenergi og væskemekanik har forbedret vores forståelse af faktorer, der bestemmer svømmepræstationer, " siger forfatter professor Hideki Takagi.

Et af de vigtigste forhold at forstå er, hvordan modstandskræfter, som træk, når man bevæger sig gennem vandet, afhænger af svømmerens hastighed. Forskerne så på nyere undersøgelser, der indikerede, at modstandskraften stiger i forhold til terningen af ​​hastigheden. For at kompensere, svømmere kan prøve at øge deres slagfrekvens. Imidlertid, dette har begrænsninger. "Vi udledte fra eksperimentelle og simulationsstudier, at der er en maksimal frekvens, ud over hvilken svømmere ikke kan øge svømmehastigheden yderligere på grund af en ændring i håndens angrebsvinkel, der reducerer dens fremdriftskraft, Professor Hideki Takagi forklarer. "Den forskellige balance mellem kræfter ved forskellige svømmehastigheder betyder også, at optimal teknik kan være forskellig mellem langdistance- og kortdistancesvømning."

Holdet identificerede også modstridende beviser for effektiviteten af ​​spark til at øge hastigheden af ​​frontcrawl med høj hastighed. Dette indikerer en mulighed for yderligere at optimere konkurrencesvømmeteknikken, hvis fremtidig forskning yderligere kan udpakke de relevante hydrodynamiske faktorer.

Forskerne fandt ud af, at visse forenklede svømningsmodeller ofte går i stykker, når de forsøger at modellere mere realistiske forhold. For eksempel, svømmere 'skubber' eller 'trækker' ikke bare vandet for at øge deres hastighed, som nogle lærebøger indrammes. Dette skyldes, at stigningen i undertrykket, der virker på den dorsale side af hånden, er afgørende for at øge fremdriften. Derfor, undervisning i den rigtige teknik er vigtig, selv for faser, der anses for at være ikke-fremdrivende.

Værket er udgivet i Sportsbiomekanik , med titlen "Hvordan styrer svømmere deres svømningshastighed foran? Nuværende viden og huller fra hydrodynamiske perspektiver."