游泳时,通过改变手臂的位置,不仅能调整浮心位置,还能改变人在游泳时受到的阻力。
在游泳时,人体与水发生相对运动,由于水的黏性,与人身体表面直接接触的水分子层会随人体一起运动,与外层的水之间发生摩擦,进而带动外层的水也向前移动。在这一过程中,由于水分子之间的摩擦,会产生一个与运动方向相反的摩擦阻力。要想减小摩擦阻力,就要让物体表面尽可能光滑,所以,在游泳时穿着表面光滑的泳衣、戴上泳帽,正是为了减小摩擦阻力。
除了摩擦阻力,人在游泳时还受到压差阻力的作用。当水流绕过一个物体时,在物体的上、下、左、右四个方向上,水流需要“挤”着通过变狭窄的空间。水接触物体表面时,接触面的水流速度为零,越往外水流速度越快。从接触面往外至水流速度不受黏性影响的位置之间,是速度变化梯度很大的边界层。边界层里的水流在绕过物体后,会在物体后方发生剥离,一部分水继续往后流,另一部分水产生回流,形成回流区或漩涡。这些漩涡会导致极大的能量损失,产生很大的阻力。这就是我们所说的压差阻力。
如果物体后面的形状是一个细长的圆锥体,就无法形成回流区或漩涡,也就能减小压差阻力。我们把前端圆钝、后端细长的圆锥体,叫作“流线型物体”。游泳训练中所强调的“平、直、尖、紧”,是让人的身体尽量接近流线型,以减少游泳时在身体侧面和后面产生的漩涡,从而减小压差阻力。