Все мы знаем, что плавание полезно для организма, оно укрепляет здоровье и делает человека сильнее. Предлагаем разобраться, в чем именно выражается его польза в ракурсе физиологии.
Главным отличием плавания от другой привычной для человека активности – это среда, в которой происходят действия. В водной среде действуют совсем другие механические факторы, нежели в воздушной среде, это лобовое сопротивление, плавучая сила, движущая сила, порождаемая физическими усилиями пловца. Любой вид плавание подразумевает горизонтальное положение тела, что несвойственно для привычной активности, более того, теплоемкость воды намного выше, чем воздуха.
Подъемная сила
Ей противодействует сила потопляющая. Величина подъемной силы зависит от веса человека и соотношения в его организме различных типов тканей, веса каждой из них. Также влияние оказывает объем воздуха, который способны вместить в себя легкие, не последнюю роль играет степень погружения тела в воду. Чем больше у человека жировых тканей, тем легче ему удержаться на поверхности, потребуется минимальное количество усилий, вода сама будет выталкивать тело наверх. Чем выше показатель потопляющей силы, тем интенсивнее должны работать мышцы, чтобы тело оставалось на поверхности воды.
Сила лобового сопротивления
Самым сложным процессом в плавании с точки зрения физиологии является не удержание тела на поверхности, а противодействие сопротивлению к каждому движению. Это противодействие называют лобовым сопротивлением, сила зависит веса и телосложения, скорости движений, плотности воды. Для мужчин сила лобового сопротивления больше по причине того, что у них больше поверхность тела, чем у женщин. Также факторами, формирующими силу лобового сопротивления, являются положение тела, которое меняется в зависимости от стиля, и фаза плавательного цикла. В скоростном плавании главной и самой интенсивной нагрузкой является преодоление силы лобового сопротивления.
Движущая сила
Ее также называют продвигающей или пропульсивной. Источник этой силы – работа мышечной системы пловца, значение движущей силы равняется сумме подъемной силы и силы лобового столкновения. Максимальная движущая сила, зафиксированная при плавании брасом, составила 22 кг. При плавании брасом движущую силу в большей степени создают ноги, при плавании кролем – руки, а при баттерфляе руки и ноги задействуются примерно в равной степени.
Образование энергии
Плавание требует больших энергетических затрат, воспроизведение происходит одновременно по аэробной и анаэробной системе образования энергии. Анаэробная система включается на спринтерских дистанциях, а на дистанциях стайерских большую роль играет аэробная система.
Сколько энергии расходуется при плавании?
Если взять человека и рыбу, размер которой будет соответствовать параметрам телу человека, то человек будет тратить на плавание в 30 раз больше энергии. Для человека плавание и бег с равной скоростью будут сильно отличать по энергетическим затратам, на плавание будет потрачено в 5-10 раз больше калорий.
Для того, чтобы высчитать эффективность работы, необходимо узнать отношение полезной работы к количеству израсходованной энергии. У плавания очень низкая эффективность, даже у профессиональных спортивных пловцов она не превышает 4-7%. Для сравнения эффективность ходьбы или бега колеблется от 20 до 30%.
Женщины с хорошей подготовкой тратят на заплыв длиной в километр 75-150 ккал, а женщины без подготовки – 250-300 ккал. Для преодоления той же самой дистанции у подготовленного мужчины уйдет 150-200 ккал, у неподготовленного – 400-500 ккал. Эти результаты впечатляют.
Работы сердечно-сосудистой и дыхательной систем
У тех, кто профессионально занимается плаванием, очень большой объем легких, для мужчин этот показатель составляет 5-6,5 литров, для женщин – 4-4,5 литра. Это на 10-20% превышает объем легких людей того же пола, возраста и комплекции.
Увеличение объема легких происходит за счет особого дыхания при плавании, оно синхронизируется с гребками.
Вдох становится короче, а выдох длиннее, количество циклов уменьшается, то есть дыхание становится более редким, чем при ходьбе и беге. Для плавания кролем на спине количество циклов может доходить до 64 циклов в минуту, для других стилей – до 40.
У тренированных пловцов максимальный сердечный выброс совпадает с этим же показателем при беге, у тех, кто не обладает должной подготовкой, этот показатель будет на 25% ниже, чем при беге. Обычно скорость плавания ниже, чем при беге, чем выше скорость пловца, тем выше пульс человека, эти показатели увеличиваются прямо пропорционально. Чем ниже температура воды – тем ниже частота сердечных сокращений. Максимальный показатель пульса при плавании меньше, чем при беге в среднем на 10-15 ударов в минуту. Что касается артериального давления, при плавании оно превышает тот же показатель при беге на 10-20%.
Работа мышечной системы
В плавание включаются все группы мышц, какие-то в большей степени, какие-то - в меньшей. Мышечная система выполняет функцию координации движения и баланса, это необходимо для стабилизации положения и передвижения тела в воде. Максимальная работа при плавании приходится на пояс верхних конечностей, мышцы рук, а если речь идет о плавании кролем, то активно включаются еще и ноги.
Если сравнить количество медленных мышечных волокон у спортсменов и людей без физической подготовки, то их процент у профессионалов будет значительно выше. Если взять двух человек с равными физиологическими показателями, то тот, у кого больше медленных мышечных волокон, будет более успешен в спринтерских дистанциях, а тот, у кого их меньше, лучше справится с длинными расстояниями.
Особенности терморегуляции при плавании
При физической активности в воздушной среде человеку приходится постоянно поддерживать температуру тела, то же самое происходит при активности в водной среде. Температура воды значительно ниже, чем температура кожи человека. Для того, чтобы поддерживать нормальную температуру неподвижного тела, когда оно находится в воде, вода должна быть не холоднее 33 градусов. Около 95% всех затрат энергии во время плавания уходит на поддержание температуры тела. При активном плавании на короткие дистанции при оптимальной температуре воды в бассейне тепловой режим тела человека существенно не нарушается.
