Teoretyczne 

podstawy pływania

Topolska Aleksandra

Sieczkowski Maciej  

Woda – specyficzne i nienaturalne 

dla człowieka środowisko

   

Ruchowi ciał w wodzie towarzyszą ruchy samej wody. 

Na skrajnym torze poruszająca się z pływakiem masa 

wody styka się ze ścianami i hamuje ruch.

   Przemieszczające się cząsteczki wody wywołują 

tarcie wewnętrzne zwane lepkością. Współczynnik 

lepkości współdecyduje o szybkości poruszania się w 

środowisku wodnym. Zmienia się on w zależności od 

temperatury wody.

Temperatura 

wody

      

   0º

 

    

10º

    20º    30º

Współczynnik 
tarcia

  1,83   1,33

  1,03

   0,84

Gęstość

Powietrza – 0,00129g/cm

3

Wody – 0,9997g/cm

3

Ciała ludzkiego: wdech – 0,977(m);  0,965(k)
                        wydech – 1,063(m);  1,022(k)

                          

Ciśnienie

                           P = h * G * g
h – wysokość (mierzona od powierzchni wody)
G – gęstość
g – siła ciężkości

Przewodnictwo cieplne

      ponad 28-krotnie większe niż powietrza
      pojemność cieplna 4-krotnie większa

 Przewodnictwo   WODY     POWIETRZA
    cieplne              57kcal     

2kcal/m

2

/h/cm/ºC

   

Ciepło zużywa się na ogrzanie warstwy wody 

przylegającej do powierzchni ciała dlatego 
oziębienie ciała w wodzie przebiega bardziej 
intensywnie niż w powietrzu a w wodzie bieżącej 
szybciej niż w stojącej.

Pływalność

Prawo Archimedesa – Na każde ciało 

zanurzone w cieczy działa siła wyporu równa 

ciężarowi cieczy w objętości tego ciała.

      

1L chemicznie czystej wody w temp 4ºC waży 1kg.

      W takiej wodzie ciało o objętości 1dm

3

 będzie 

wypychane 

       z siłą 1kg.

Pływalność - zdolność człowieka do 

utrzymania się na powierzchni wody, zależy 

od:

• stosunku objętości tkanki mięśniowej, tłuszczowej 

i kostnej w organizmie pływaka

• objętość części ciała nad i w środowisku wodnym

• objętości powietrza zawartego w płucach

Ocena pływalności

• Badania i obliczenia gęstości ciała za 

pomocą aparatury pomiarowej

• Bezpośrednia ocena stopnia unoszenia ciała 

na powierzchni wody – metoda szacunkowa

   Ćwiczący znajduje się w nieruchomej pozycji pionowej z 

ramionami wyciągniętymi w górę przy maksymalnym 
wdechu:

   * ciało zanurza się całkowicie - pływalność niska

 

   * wynurzone dłonie - pływalność średnia
   * wynurzone dłonie i przedramiona - p. dobra
   * czubek głowy dotyka powierzchni wody - b. dobra
   * głowa wynurza się nad powierzchnię - doskonała 

Statyczność ciała w wodzie

     Punktem przyłożenia sił
   ciężkości jest środek masy (I) 
  a sił ciśnienia wody jest środek wyporu (II)

  Ze względu na mniejszą gęstość górnej części 

ciała

  środek wyporu jest nieco bliżej głowy niż środek 

masy.

  Powoduje to opadanie kończyn dolnych aż do 

momentu,

  gdy oba punkty znajdą się w linii pionowej.

Siła ciężkości (Q) i siła wyporu 

(P)

Siły działające na ciało pływaka 

w ruchu

• Siła nośna 
• Siła oporu 
• Siła napędowa

Siła nośna 

Hydrodynamiczna siła parcia

 

Jest to składowa reakcji prostopadła do ruchu 

ciała w wodzie. Zależy od:

- kąta natarcia
- kształtu ciała
- gęstości cieczy
- prędkości
- przekroju poprzecznego ciała

Zmiany siły nośnej i oporu 

czołowego w funkcji kąta ataku

 

 

Wartość siły oporu w zależności do kąta ataku i wielkość siły 

nośnej w zależności od kąta ataku

Siła oporu - Oporność 

wody

Opór środowiska wodnego jest 

wielokrotnie większy od oporu 

powietrza, przy czym wzrasta on 

proporcjonalnie do kwadratu prędkości.

Siła oporu zależy od:
-oporu czołowego
-oporu tarcia
-oporu falowego wody
-oporu wirowego

Całkowity opór wody

R

c

 = ½ C

D 

q S v

2

R

c

 - całkowity opór wody

C

D

 - współczynik kształtu

q - gęstość wody
S - wielkość powierzchni oporowej
v - prędkość ciała

Opór czołowy 

(ok. 70%)

   Ruch pływaka w przód powoduje 

zaburzenia w ciśnieniu wody na przednią 
część ciała. Na suktek tego zjawiska 
powstaje opór czołowy, który działa 
przeciwnie do kierunku poruszania się jego 
ciała. Zależy on od:

    C

x

 - współczynnika kształtu 

(kształt ciała)

    S - przekroju poprzecznego ciała 

(czołowy)

    v - prędkości poruszania się ciała
    q - gęstości środowiska wodnego

R

c 

= ½ C

x 

S v

2  

q

Wielkość oporu czołowego możemy 

poznać przeciągając ciało pływaka i 

mierząc napięcie liny holującej

 

Opór tarcia 

ok. (20%)

Zależy od:
A - pola powierzchni zamoczonej
C

f 

- współczynnika tarcia

 

           gładkość powierzchni ciała
          rodzaj kostiumu pływackiego

q - gęstości wody
          

temperatura

          

lepkość

v - prędkości

R

t

 = ½ A C

f 

q v

2

Model płytki pokryty parafiną stałą 
Ben-guy       3,2%   V

↗

Viprosal       1,6%   V

↗

Bayolin         0,5%  V

↗

Tkanina    - 18,7%  V

↘

Temperatura wody

0

o

10

o

20

o

30

o

Współczynnik tarcia 1,83 1,33 1,03 0,84

Opór falowy 

(ok. 10%)

Fale tworzą się w wyniku:
 -  wkładania ramion do wody
 -  ruchu nóg
 -  odbicia

Opór falowy zależy od:
l – długość fali
h – wysokość fali

                     R

f 

= l h

Pomiary Onopirjenki (1981)

   Na ciało pływaka poruszającego się po torze 

bocznym działa większy o 0.4-7.3% opór wody   

   (w zależności od oddalenia od ściany).

   Pływak-kraulistapłynąc w oddaleniu 0.3-0.4m 

od ściany uzyska wynik na 100m gorszy o 0.88-

0.40s anieżeli by błynął w oddaleniu o 0,6m.

Stopień 

oddalenia 

(m)

Opór

wody (N) 

Wzrost

oporu (%) 

Zmniejszen

ie 

prędkości z 

2m/s 

Wynik na 

100m dow. 

0.1
0.2
0.3
0.4
0.5

0.6 

135
132
130
128
127

126 

7.3
5.1
3.5
2.5
1.2

0.4 

1.93
1.95
1.96
1.98
1.99

--- 

51.81
51.28
51.02
50.50
50.25

50.10 

Opór wirowy

Strumienie wody po opłynięciu ciała 

pływaka rozszczepiają się i tworzą wiry 

(zjawisko „ssania ogonowego”). 

Przyczynia się to do powstania ujemnego 

ciśnienia w okolicy stóp i wpływa 

hamująco na ruch postępowy pływaka. 

Opór wirowy ma wpływ:
- położenie ciała
- technika
- kształt ciała

Siła napędowa

   Wielkość siły napędowej zależy od stałego 

wzajemnego oddziaływania w cyklu 

ruchowym dwóch sił: oporu i nośnej.

   Siła napędowa jest skierowana w kierunku 

poruszającego się ciała pływaka. Wywołana 

jest ruchami wiosłującymi rąk i nóg a także 

ruchami tułowia. 

    P - siła napędowa
    R – siła oporu
    N -  siła nośna

   

Vr – prędkość ręki

Siła napędowa - wypadkowa 

wszystkich sił wprawiających w ciało w 

ruch

(prostopadła do kierunku ruchu)

   Ograniczenia w ruchomości kończyny dolnej, a w 

szczególności stopy, stwarzają warunki do 
powstawania znacznej siły napędowej głównie 
podczas ruchu nogi w dół. Duża częstość ruchów 
wpływa na równomierność przemieszczania się 
ciała pływaka, a ich nieduża amplituda i poziome 
ułożenie stwarzają korzystne warunki 
hydrodynamiczne.

W pływaniu na grzbiecie silnie akcentowany 
jest ruch nogi z dołu do góry, gdyż głównie 
dzięki temu powstaje siła napędowa.
Znaczne ugięcie nogi w stawie kolanowym 
sprzyja powstawaniu dużej siły napędowej

Składowa pionowa i pozioma siły 

napędowej           

               przy różnych katach ataku 

stopy. 

   Na początku kopnięcia nogi 

składowa pozioma siły nacisku na 
wodę jest 5,5 razy większa od 
składowej pionowej. Wraz z 
wyprostem nogi znaczenie 
składowej poziomej maleje, a 
wzrasta składowej pionowej. 
Oznacza to nic innego, jak to  że 
przy wysokiej ruchomości w 
stawach stopy (nie tylko 
skokowych!) składowa pozioma 
siły napędowej może być prawie 
niezmienna w całym ruchu 
napędowym stopy – ta zależność 
nie funkcjonuje w kraulowych 
ruchach nóg!

Badania Absaliamowa 

(1966)

Wielkość siły napędowej 

w kG

Poziom startowy u pływaka

II klasa

I klasa

Mistrz 

sportu

kraul na piersich

12,6

16,3

19,7

same ramiona

9,8

12,7

13,9

same nogi

6,9

8,25

10,5

Sprawność lokomocyjna 

pływaka E

Jest to stosunek siły napędowej (P) do 

siły oporowej (R)

E = 

P

/

R

Prawo Bernoulliego

Efektywny i prawidłowy tor ruchu dłoni we 

wszystkich sportowych sposobach pływania 
przedstawia się jako krzywa przecinająca prostą 
zgodną z kierunkiem ruchu ciała.

Efektywność ruchów krzywoliniowych tłumaczy 

prawo Bernoulliego – ciśnienie cieczy spada w 
miarę wzrastania jej prędkości. Zgodnie z tą 
zasadą zbudowane jest skrzydło samolotu i śruba 
okrętowa. Podobny obraz można uzyskać podczas 
ruchu dłoni w wodzie, jeśli przebiega on pod 
odpowiednim kątem i na odpowiednim torze 
ruchu.

LITERATURA

• Bartkowiak E. - „Sportowa technika pływania”
                          -„Pływanie Sportowe”
• Bogdajewski D. - „Pływanie ”
          - „Pływanie. Technika, metodyka, systematyka”
• Borguński J. – „Pływanie. Zagadnienia wybrane”
• Czabański B. „Elementy teorii pływania”
• Onoprienko – „Modelowanie wykorzystane do 

zbadania wpływu oporu wody na  ruch ciała pływaka”

• www.artsci.gmcc.ab.ca
• www.teachpe.com