Особенности плавания, отличающие его от физической работы в условиях воздушной среды определяются механическими факторами, связанными с движением в воде (плавучая сила, лобовое сопротивление, движущая сила в результате усилий пловца), горизонтальным положением тела при плавании и большой теплоемкостью воды.
Подъемная (или обратная ей - потопляющая) сила
Величина ее зависит от веса (объема) различных тканей тела (особенно мышц и жировой ткани) и их соотношения в теле пловца; от степени погружения тела в воду, от объема воздуха в легких.
Люди с большим количеством жира способны удерживаться на поверхности воды без каких-либо дополнительных усилий. Чем больше потопляющая сила, тем больше должна быть мышечная работа для удержания тела у поверхности воды.
Лобовое сопротивление
При плавании основная мышечная работа тратится даже не на удержание тела на воде, а на преодоление силы сопротивления движению тела. Эта сила называется лобовым сопротивлением. Ее величина зависит от скорости движения пловца, размеров и формы тела, вязкости воды.
Лобовое сопротивление у мужчин в среднем больше, чем у женщин из за большей поверхности тела. Величина лобового сопротивления сильно зависит от положения тела в воде при разных стилях плавания, а также фазы плавательного цикла.
При высокой скорости плавания преодоление лобового сопротивления - главный компонент физической нагрузки для человека.
Движущая, или пропульсивная (продвигающая), сила
Возникает в результате активной мышечной работы пловца и представляет собой сумму действия двух сил – подъемной силы и лобового сопротивления. Наибольшая движущая сила при плавании брассом - около 22 кг. В брассе наибольший вклад дает работа ног. В кроле - работа рук. В баттерфляе движущая сила рук и ног примерно одинакова.
Энергообразование
Чтобы получить необходимую энергию для плавания в организме задействуется анаэробная и/или аэробная система энергообразования. На спринтерских дистанциях преимущественно задействована анаэробная система, на стайерских - аэробная.
Энергозатраты и эффективность
Расходы энергии у человека при плавании примерно в 30 раз больше, чем у рыбы сходных размеров, и в 5-10 раз больше, чем при беге с той же скоростью.
Эффективность работы определяется как отношение полезной работы к расходуемой для ее выполнения энергии. Эффективность плавания крайне низкая и составляет 4-7% у высококвалифицированных пловцов (механическая эффективность наземной работы - ходьбы, бега - 20-30%.).
Энергетические затраты на проплывание 1 км составляет у нетренированных женщин 250 - 300 ккал, у нетренированных мужчин - 400 - 500 ккал, у спортсменок - 75- 150 ккал, у спортсменов- 150 - 200 ккал.{banner_m-001}
Дыхательная и сердечно-сосудистая система
Для пловцов характерна большая жизненная емкость легких: у мужчин-пловцов высокого класса - 5-6,5 л, у женщин - 4-4,5 л, что в среднем на 10-20% больше, чем у людей того же пола и возраста, не занимающихся плаванием.
Дыхание во время плавания синхронизируется с плавательными циклами (с гребками): длительность вдоха уменьшается, а выдох удлиняется. При кроле на спине частота дыхания доходит до 64 циклов в минуту, а при других способах плавания - до 40.
Частота дыхания в плавании ниже, чем в беге.
Максимальный сердечный выброс у активных пловцов во время плавания такой же, как при беге, а у нетренированных пловцов может быть на 25% ниже.
Частота сердечных сокращений во время плавания возрастает линейно с увеличением скорости плавания, она обычно несколько ниже, чем при беге. Снижение температуры воды уменьшает ЧСС. Максимальная ЧСС при плавании меньше, чем при беге, на 10-15 ударов в минуту в среднем.
Среднее артериальное давление при больших нагрузках в плавании больше, чем в беге, обычно на 10-20%.
Мышечные факторы
Во время плавания в той или иной степени задействованы практически все мышцы. Они выполняют функцию передвижения и стабилизации тела в водной среде (баланс и координация). Особую роль при плавании играют мышцы рук и пояса верхних конечностей, а при брассе - и мышцы ног.
У пловцов более высокий процент медленных волокон, чем у неспортсменов.
При прочих равных, пловец имеющий больший процент быстрых волокон будет более успешен в спринте, а пловец, имеющий больший процент медленных - на длинных дистанциях. Больше о красных и белых мышечных волокнах
Терморегуляция
Температура воды как правило ниже температуры кожи. Если в условиях воздушной среды человек поддерживает постоянную температуру тела, несмотря на большие колебания температуры воздуха, то в условиях водной среды для поддержания нормальной температуры тела в условиях полного покоя требуется температура воды около 33°.
Во время плавания около 95% всей энергопродукции превращается в тепло.
При интенсивном и непродолжительном плавании в обычных бассейнах с оптимальной температурой воды тепловой баланс организма пловца практически не нарушается.
