(c) Graphicstock

Matematika plavání

Známými způsoby závodního plavání jsou (v sestupném pořadí podle rychlosti) kraul, motýlek, znak a prsa. V současnosti vypadají mužské světové rekordy na trati 50 m následovně: 20,91 s (kraul), 22,43 s (motýlek), 24,04 s (znak) a 26,67 s (prsa), zatímco ženské rekordy mají hodnoty 23,73 s (kraul), 25,07 s (motýlek), 27,06 s (znak) a 29,80 s (znak). Rozdíl mezi muži a ženami na této vzdálenosti je u všech stylů vždy okolo tří sekund, bez ohledu na styl.
Kraul ve skutečnosti není předepsaným stylem, ale v praxi je ze všech způsobů plavání nejrychlejší, takže v disciplínách označených jako „volný způsob“ se používá výhradně tento styl. Existují i jiné způsoby plavání, jako je například plavání na bok (známé jako „ouško“), dále trudgen, pojmenovaný podle anglického plavce Johna Trudgena (práce paží jako při kraulu v kombinaci s pohyby nohama na způsob prsou), obrácená prsa (neboli „znak soupaž“ s využitím prsařských nohou), pomalý motýlek (nohy opět pracují jako při prsou) a další kombinace pohybů paží a nohou. Všechny tyto styly se však používají jen při rekreačním plavání nebo záchranářských aktivitách.
U čtyř závodních způsobů plavání si lze všimnout určitých symetrií. Pro motýlek jsou předepsány zcela symetrické pohyby vzhledem k podélné ose těla: obě paže i obě nohy se pohybují jednotně v párech. Při znaku i kraulu zabírá pravá a levá paže střídavě, zatímco nohama kope plavec nahoru a dolů v libovolném rytmu. Při plavání kraulem se plavec může nadechovat při každém tempu nebo může vynechávat a nadechovat se pouze při každém druhém, třetím či čtvrtém záběru. Vrcholoví plavci zpravidla při nádechu střídají obě strany, což jim pomáhá ve vodě udržovat symetrii mezi pravou a levou polovinou těla. Následkem toho se při použití těchto tří plaveckých způsobů plavec ve vodě pohybuje celkem konstantní rychlostí (kromě obrátek). V každém jednotlivém okamžiku zabírá ve vodě pravou nebo levou paží, a tedy vyvíjí sílu proti směru plavání, takže jeho tělo se v důsledku stejně velké reakční síly posouvá dopředu, přesně jak to známe ze školy od Isaaca Newtona. Společným rysem kraulu, znaku a motýlku je také to, že paže se před dalším záběrem vracejí zpět ne vodou, ale vzduchem.

Čtvrtým plaveckým způsobem jsou prsa. Jsou nejstarší, nejpomalejší a od ostatních se dost liší. Prsa se sice také vyznačují symetrií podle podélné osy, ale všechny pohyby nohou a paží se musejí odehrávat zhruba ve vodorovné rovině, rovnoběžné s hladinou, a nikoli kolmo, jak je tomu u ostatních popsaných stylů, ačkoli to v praxi vede k výraznému houpavému pohybu a rytmickému zanořování a vynořování hlavy. Na symetrické pohyby paží a nohou se vztahují přísná pravidla plavecké federace: plavec musí mít lokty i nohy neustále pod vodou a po startu a po obrátce musí mít vždy alespoň část hlavy nad hladinou. Vzhledem k tomu, že jde o nejpomalejší plavecký způsob, mohou všechny nepovolené odchylky přinášet značné výhody.
Na melbournské olympiádě v roce 1956 plavalo několik plavců dlouhé úseky závodu zcela pod vodou. Tato strategie umožňuje výrazně snížit odpor vodního prostředí, protože se plavec vyhne tření při neustálém prorážení hladiny. Když japonský plavec Masaru Furukawa na dvoustovce uplaval celé tři první délky a většinu poslední délky pod vodou a zvítězil, neporušil žádná tehdejší pravidla. V reakci na to došlo ovšem k úpravě pravidel a tento fígl byl zakázán – v neposlední řadě také proto, že plavci v důsledku silného odkysličení ve vodě někdy omdlévali. Během posledních pětadvaceti let se pro techniku paží vyvinulo několik menších odchylek a po každé obrátce je nyní povoleno pouze jedno zavlnění na způsob delfína.

Plavecký způsob prsa je také unikátní v tom, že se plavci ve vodě nepohybují ani zhruba stejnoměrnou rychlostí. Odpor vody plavce vždy zpomaluje. Tato síla je významná, protože je přímo úměrná rychlosti plavce ve vodě – čím rychleji plave, tím větší odpor musí překonávat. Pohonná síla, kterou plavec vyvine záběrem paží ve vodě během první fáze prsařského tempa, jej sice urychlí, ale záhy je vystřídána zpomalující reakční silou, když pokrčuje kolena nahoru a paže přesouvá dopředu při přípravě na následující tempo. Prsař dosahuje své maximální rychlosti v poloze, kdy má paže natažené před sebe a nohy napjaté dozadu (splývá). Naopak v poloze, kdy má paže zcela roztažené do stran a kolena přikrčená k tělu, je jeho rychlost minimální a blíží se nule. V tom okamžiku odpor vody spolu s tím, jak ji plavec rukama a koleny hrne dopředu, vyvolává největší zpomalení. Jakmile začne zabírat rukama a kopem nohou se odrazí vpřed, jeho pohyb se znovu zrychlí. Tři síly působící na plavcovo tělo tedy společně vytvářejí výslednou sílu, která se periodicky proměňuje a způsobuje, že rychlost plavce neustále kolísá mezi téměř nulovou hodnotou a 2 m/s. Nikdy samozřejmě nedojde k úplnému zastavení, protože i při nulové výsledné síle má tělo plavce stále ještě zbytek hybnosti.

John D. Barrow: Sto důležitých věcí o sportu, které nevíte (a ani nevíte, že je nevíte) – Matematika sportu
Dokořán 2015
O knize na stránkách vydavatele

obalka-knihy

Slepé uličky termojaderné fúze: bublinková fúze a fúze s pomocí mionů

Známá kauza údajné „studené fúze“ při elektrolýze z roku 1989 nebyla jedinou slepou uličkou souvisejících …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close