蝶泳一次腿是靠什么推动身体前进的(上)

练习任何一个动作的时候,如果知道了它的目的和原理,就更有利于把它做好。

大家都知道,蝶泳动作中,一次腿十分重要,一次腿的技术是最值得好好研究的一个环节。

不同的人蝶泳时,在踢一次腿的时候,有的人明显地向前滑行,很走水,而有的人就不怎么走水,这其中的原因是什么呢?

我们不禁要问下这几个问题:蝶泳一次腿是如何推动身体前进的?它的力学原理是怎样的?怎么做才能更走水呢?明白了其中的道理对于我们掌握正确的动作具有方向性的指导作用。

一直没有找到有关理论的权威资料,我试着把我的理解和分析说给大家。由于没有研究手段,只能做些简单的定性分析。虽然粗浅,大家不妨看看,也许会让你对蝶泳一次腿有个新的认识。

首先,再次重申,蝶泳腿不只是单纯的腿部动作,它是一个涉及全身的动作。所以,我们下面的分析更多的不是在讲腿。

大家还记得去年我发了篇文章《好玩的水翼冲浪能给蝶泳者什么启发?》,没读过的或者已经忘记了的可以先看看这篇文章,然后再往下阅读。

文章里面给大家出了一道思考题:为什么冲浪者踩踏冲浪板,可以使冲浪板加速向前?这个现象对蝶泳者有什么启示?

另外,还出了道补充题:站在浅水区,原地跃起后,躬身低头下潜,并不需要向前使劲,身体却可以轻易向前滑行出好几米开外(演示视频如下)?

时长

01:00

滑行

我先把这两道思考题的答案公布出来,借由这两题的答案,我们就比较容易解答一次腿的力学作用了。

大家注意到没有,冲浪的人在踩踏冲浪板的时候,他会有意地让冲浪板的前端略微向下倾斜,这样踩踏会有什么作用呢?(看完下面的分析,大家可以自己想想如果把冲浪板平着踩踏,或前端向上倾斜着踩踏会是什么结果,想明白这两个问题也可以有助于自我纠正动作)

冲浪板的水下水翼,是扁平状的翼板,当它倾斜着受到上方下压的力F时,我们可以按下图所示将该力分解为两个分力:F1和F2,F1与翼板垂直,F2与翼板平行(见下图)。

受到力F,翼板便会在F1和F2两个方向产生位移的趋势,相应地,水会在垂直和平行于翼板的方向产生两个阻力,R 和 r。

由于翼板很薄,而面积较大,因此,垂直于翼板面的水阻R会非常大,而迎面的水阻r则小得可以忽略。

水翼之所以设计成薄而大的翼板,就是为了产生F2-r>F1-R的效果,于是位移将更明显地在阻力小的方向(F2方向)形成突破。

我们还可以举出一个类似的现象,我们把浮板压到水下,松开手后,浮板不会平平地浮起,而是侧向地滑升起来,这也是由于浮板侧向阻力小导致的结果。

因此,向下踩踏的结果是向前下方的加速滑行,之后,冲浪者再把冲浪板前端仰起,借助已产生的速度向上滑行。这样不停地下压踩踏、前仰滑行、下压踩踏、前仰滑行,冲浪者就可以在起伏中前进了。

我们不妨把水翼板被向下踩踏却向前滑行的现象叫做“翼板效应”。

由于R比r大得多,以至于冲浪板在F1方向产生的位移与F2方向产生的位移相比几乎可以忽略不计,于是,我们可以把上图转化为下面这样的力学分析图,以方便理解。

这是一个物体放置在一个倾斜的地面上,由于地面的支撑,物体在与地面垂直的方向不会发生位移;而物体的重力在沿斜面方向的分力(下滑力),则会使物体沿斜面滑下去,重力越大,下滑的力就越大,斜面越陡,下滑的力也越大

我们先记着这个结论,回头我们将在后面的讨论中,利用到这个结论。

好,我们接下来讨论,站在浅水区,原地跃起后,躬身低头下潜,并不需要向前使劲,身体却可以轻易向前滑行出好几米开外的原因。

当我们双脚蹬地,原地跃起,然后躬身低头下潜时,身体斜向下方,整个身体的形状特点与翼板类似,也是前伸的手臂和头顶方向的迎水面积要远小于身体正面(包括手掌、手臂、面部、前胸、腹部、两腿等的正面投影)的面积,尽管身体没有翼板那么薄,但道理是一样的。

如果把手掌、手臂、躯干等单独进行力学分析,它们也都与水翼板滑行的道理一样。

身体躯干的正面(前胸面)受到的水阻较大,因此身体不会朝身体正面下沉(太多),而手臂所伸向的方向水阻小,于是整个人就朝阻力小的方向滑行向前了。

明白了这个道理,接下来我们再讨论一次腿时,踢腿起的是啥作用,就非常容易想明白了。

踢一次腿下潜时的任何瞬间,都可以把我们的身体想象成是受到一个隐形的斜面支撑的,身体是沿这个斜面向下滑行的,身体对这个斜面施加的力越大,下滑的力就越大。

为了把整个身体送入那个下滑的斜面,滑行视频里的滑行是借助双脚蹬地起跳实现的,而蝶泳的时候,就是依靠一次腿的下踢所形成的支撑力完成的

如果你是学文科的,上面巴拉巴拉的那些看不懂,那怎么办?

这样好了,以后你踢一次腿的时候记住下面这些要领:

脚面绷直了往下踢(不必往后,咱们业余爱好者的脚踝也没那柔韧性),借助下踢的支撑,把屁股抬高,与此同时,手头胸下压,这样上身便会呈向下倾斜的姿态了,翼板效应就会出现。

手臂要绷直了和头胸一起下压,对,就向下压就行了,你下压了,身体就会往前滑行的,这就是翼板效应。

有人说要往前下方使劲,那说法是不对的,那就如同让你揪着自己的头发上天一样可笑。

任何肢体动作都是由于某块肌肉或某组肌肉的收缩,带动骨骼系统位移而形成的。

头胸的下压动作是由于腹、髋部肌群收缩导致的,腹、髋部肌群的收缩只能让躯干做出向胸前方向的转动,而不可能向头顶方向产生位移。好消息是,通过前面的讨论,我们知道下压了就会往前滑行。

需要提醒的是,下压的时候,要让手掌完全摊开,掌面朝下,尽量增大下压的面积。同时,手臂绷直,手臂、手掌、躯干都不能软,要绷住劲,软了就无法有效地向水施加大的力了,翼板效应也就会打折扣了。

还记得上面让大家记住的那个结论吗,W越大,下滑的力就越大。

所以,我们要让手、臂、头、躯干协同起来,做出向下倾斜姿态的同时,有意识地向下方的水体施加压力。此时,我们不能把下压的力理解成人的体重,在水里体重还不及浮力大呢,所以体重起不到作用了,此时那W完全是靠主动下压产生的力。

有人发现下压的时候,把两臂用力夹住两耳,走水效果好,其实,用力夹住耳朵所起到的作用就是为了帮助两臂绷住劲、不发软的。

明白了这个道理,不夹耳朵也是可以的,只要手掌、手臂绷住劲,让它们像水翼板那样,能有效地向下对水施加的压力就行。

(未完待续)

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