Az úszás közben végzett fizikai munka
2. rész
Következő lépésben szeretném megvizsgálni, miből adódik a közegellenállási erőből
számolt energia fogyasztás és a mért érték közötti eltérés. Úgy gondolom meg kellene
vizsgálni, hogy mérés alapján a c*A vagyis a közegellenállási együttható és a mozgásirányra
merőleges keresztmetszet szorzatára milyen érték adódik. Ehhez bárki által elvégezhető
méréseket szeretnék végezni, mert a több mért adatból esetleg pontosabban megismerhetjük
ezeket az értékeket.
A következő méréseket szeretném elvégezni:
- megmérjük mekkora az emelkedés helyből felugrásnál
- megmérjük a faltól elrúgva magát, meddig siklik az úszó, kar és láb segítsége nélkül
- ismerve az úszó test tömegét kiszámítható mekkora az A*c értéke
II. A közegellenállási erő vizsgálata
Amikor helyből felugrunk úgy, hogy súlypontunk "h" magasságra emelkedik a helyzeti
energiánk W=m*g*h [Joule] (ahol m a test tömege, g=9,81 m/s2 a garvitációs
gyorsulás, h pedig az emelkedés).
Az elugrást félig guggoló helyzetből végezzük éppen úgy ahogy a vízben a
faltól elrugaszkodunk. Ezt az utat "s" -el jelölve azt jelenti, hogy a test álló, helyzetből indul,
tehát az elugrás pillanatában 0 a sebessége, majd az földtől való elszakadás pillanatában
a legnagyobb a sebesség. Ez a sebesség levegőben alakul ki, tehát
a testre elhanyagolható mértékben hat a közegellenállás, de hat a gravitáció. A vízben más a helyzet, mert
a gravitációt csökkenti a felhajtó erő (az sem az elmozdulás irányában hat), de
nagyobb a közegellenállási erő (a víz 800 szor sűrűbb a levegőnél) és ez az erő
a sebesség négyzetével egyenes arányban nő.
Az erő, amelyet kifejtünk az elrugás ideje alatt a W=F*s ből számítható ki.
Vagyis F=(m*g*h)/s [N].
Innen elbonyolódik a számítás, amellyel elég sok időt eltöltöttem, de nem fárasztom vele az olvasókat.
Ha valakit érdekel szívesen leírom és elküldöm e mailben.
Ezekből az adatokból jó becslés adható, mekkora a közegellenállás (vagyis az A*c szorzat) úszás közben. Az
alábbiakban ezekből az adatokból számíthatjuk ki a fogyasztott energiát.
Figyelem! Az időt másodpercben az úszott távolságot méterben kell megadni.
Tehát pl. egy óra helyett 3600 másodpecet írunk.
A fenti számításban használt értékeket mindenki könnyen megmérheti/megbecsülheti saját
maga számára. Érdekelne a tapasztalatotok és az általatok mért adatok.
Még mire használhatók ezek az adatok?
A fenti adatok alapján kiszámítható egy fontos és minden úszó számára érdekes érték:
Ismerve az úszási sebességét a versenyzőnek, meghatározható az a maximális távolság, amelynél
a vízalatti siklás sebessége megegyezik az úszás sebességével, amikor is érdemes felszínre jönni,
hogy ne kelljen az úszó testét újra gyorsítani.
A valóságban a rajt és fordulók szabályai miatt
az úszó mellúszásnál egy teljes tempót tehet a víz alatt, egy delfin lábtempóval, a következő kéztempó
befejezése előtt át kell törje a feje a vízfelszínt. A gyors, hát, pillangó úszásnemeknél a víz alatti
delfinezés megengedett maximum 15 méterig.
A következő rész tartalmából:
A következő részben megpróbálom kiszámítani, mekkora az a siklási hossz, ahol
ajánlott elkezdeni az úszást, mert a siklás és az úszási sebesség egyenlő. Ez a kérdés
menet közben vetődött fel bennem, mert eszembe jutott egy úszóverseny alatt hallott
kommentár. A szakemberek szerint a világ elithez tartozó férfi úszók, azért nem delfineznek forduló(k)
(és rajt) után gyors úszásban, mert az úszó sebességük nagyobb mint,
amit a víz alatti delfinezéssel el tudnak érni (legalábbis rövid távokon 100-200 méter).
Amennyiben ez igaz, akkor viszont a határ valahol a
gyors és a pillangó úszási sebessége között lehet, mert pillangón viszont delfineznek forduló után. A női úszók
viszont kivétel nélkül delfineznek gyors úszásban forduló (és rajt) után.
2010. április 04.
írta Miklós Attila
| |