03.03 游泳是什麼原理,為什麼有人會游泳,而有的人卻會淹死?

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現在社會上流傳一種說法:胎兒在腹中是在羊水中,因此人天生就會游泳,學游泳要從嬰兒開始。

各個城市像雨後春筍般出現了許多寶寶游泳館。

那麼,這種說法對不對呢?這就像是一個謎一樣的謊言。

這個說法的出處是因為在國外,為了減輕孕婦分娩時的痛苦,有的醫生會建議準媽媽在水中分娩,寶寶娩出母體後是直接泡在水裡的,而水中的嬰兒不但不害怕,反而還很享受的樣子,這多半是新生兒與生俱來的驚人本領— “游泳反射”。

其實胎兒在羊水裡並不是用肺呼吸,胎兒所需要的一切營養包括氧氣都來自於母親的臍帶,肺和心臟並不執行呼吸功能,所以小孩在出生之前活在羊水環境中也不會溺死。

但是在嬰兒游泳行業的宣傳下,很多家長也都認為,寶寶游泳都是天生的,只要有教練保護,每個學游泳的小嬰兒們,都有可能成為一個神童。其實,專家提醒4歲以下兒童都不適合學習游泳,因為水中的低重力環境不利於孩子骨骼的成長。嬰兒學游泳完全沒有必要。


那麼,游泳的原理到底是什麼呢?為什麼有人一入水就能遊起來?有人學幾年也學不會呢?

首先,我們在水中行走或遊動,非常消耗能量。主要原因是水的密度較大,大約是空氣的1000倍。我們從事跑步、騎自行車等運動時,可以將肌肉消耗的能量轉換成向前的動能,但是我們游泳時,需要消耗90%多的能量去克服水的阻力。

在水中能不能自由的漂浮,主要取決於我們身體的胖瘦比例和肺活量的大小。那麼是什麼力量決定我們向前的遊進方式呢?從物理學上來講,游泳也是牛頓第三運動定律的另一種表現形式∶我們的手、臂和腿在撥動水時,水同時以大小相等的反作用力推進我們前進。

從流體動力學上來分析:游泳的快慢取決於二個基本因素,推進力和阻力。不管我們如何使自己保持身體的流線型,阻力都是難以克服的。也就是說就算你力氣大,全憑力氣游泳並不會使你成為游泳好手,還要懂得怎麼減小阻力。

阻力是游泳效率低下的主要原因。首先,在水中身體形狀會造成了形狀阻力,形狀阻力是以速度的平方指數增加的,並且關鍵性地取決於活動物體前端截面面積的大小。當你前進時,水就會在頭前端形成水壓,同時身後會生成一個湍流區,壓力較小。這種壓力的不平衡會產生一種力,使水從高壓區流向低壓區,試圖向後推動我們。瑞士著名科學家丹尼爾.伯努利發現了流體速度越快,壓力就越低的原理。


當今的游泳賽場上,共有四種游泳姿勢:蛙泳、蝶泳、自由泳、仰泳。從力學的角度看,各種姿勢有什麼區別呢?

一、蛙泳。其推進力來自於手臂的划水和腿的蹬水。蛙泳劃手的路線為三維曲線,如螺旋漿式。水是可流動的介質,直接後劃會造成劃空現象,無法獲得有效地支撐反作用力,曲線划水是游泳技術的重要特徵之一。

二、蝶泳。在遊進中,是以橫軸(腰際)為中心,軀幹和腿做有節奏的擺動,主要發力點從手、腳轉到腰腹部。然後以大腿帶動小腿,兩腿一起做上下的鞭狀打水動作。而這些動作與頭和臂部的動作緊密聯繫在一起,形成蝶泳所特有的波浪動作,相互協調,儘量減少浸入水中的體積,因此前進時身體的阻力較小。

三、自由泳。基本技術特點是,人體俯臥水中,頭肩稍高於水面,遊進時軀幹繞身體縱軸適當左右滾動,兩臂輪流划水推動身體前進。手入水後划水路線呈s形,呼吸與划水動作協調。推動身體前進的動力主要來自臂部的划水動作。所以,自由泳(即爬泳)的姿勢最合理,阻力最小,而且克服了其他泳姿速度不均勻的特點,成為最快、最省力的姿勢。

四、仰泳。主要通過腳的上下運動獲得推進力。當左腳向上踢時,踝關節的柔軟性決定了腳的伸展角度,柔軟性越好向上踢產生的升力就越大。此時產生與踢腿方向相反的是阻力,與腳面成迎角,與阻力呈直角的是升力,所以當左腳向上踢腿時就產生推進力。同理,右腳向下壓時也產生推進力。因此,仰泳打腿就是依靠左腳上踢的推進力加上右腳下壓的推進力作用於身體重心獲得推進力的。


電梯坊


猛一看到這個問題,我也奇怪了,游泳是什麼原理呢?我只知道,我在水裡要想不沉下去。我就得雙手擺動,腿擺動,仰遊的時候,輕輕的撥一下水,然後我就慢慢往前走了,也不會沉。就是這樣。這就有點像划船一樣,力的作用是相互的,只不過誰給你的力是反方向的,而且能夠讓你往前劃,說的不好,大致就是這個意思吧。

為什麼有的人會,有的人不會?因為學的啊,游泳這種事情,都是學的,不學的的話,直接跳進一些深湖裡,沒人看著,指定淹死。

我當初學游泳的時候,是村裡人帶我們去河裡游泳,大人長的高啊,他會託著你往深水裡面去,然後一鬆手,你就得往前扒拉,不然指定嗆水,一來二去就這樣學會了。為此,我喝了不少河水呢。


小幸福的萌萌雷


作為一個三次差點溺亡的人,來回答這個問題應該很合適。

先說說原理吧,就是阻力而已。

雙手下壓,雙腿下蹬,你就能上浮。

雙手下壓,雙腿斜蹬,你就能上浮且移動。

如果你想移動的更快,就雙手斜壓,雙腿斜蹬。

學游泳,先讓自己浮起來,不會沉下去,再想怎麼移動。

至於那些淹死的,有如下幾點:

1、游到較深的水域,遇冷抽筋。

2、被水草纏住了,這玩意難解,會把體力耗盡。

3、救人,一個溺水的人會無理智的抓住任何可以使自己上浮的物體,有一次救一個朋友,差點掛了,還好靈機一動我往下沉他才鬆手。

4、波浪,池塘自然不會有,但江河有,有船隻通過就會有波浪,當仰泳的時候很容易嗆到水,眼睛進水,呼吸困難,分不清方向,體力耗盡。

5、水流的快,由於水的動能,你無法靠岸。

6、旋渦,會把人往下卷。

7、自信過頭,挑戰某個對岸,游到中途,發現體力不夠,掛了。我的方法是綁個救生圈。

8、遇到水鬼(水猴子)了,也不知道是不是真的,反正從古至今都有人說見過。


老陳解讀


游泳的原理說大一點是流體力學,說小一點是浮力。下面我通過受力分析,簡單探討一下。


游泳時人體的受力

我們以葫蘆娃為例,假設高度方向不變,人體平衡。向下的重力與向上的浮力大小一致。這時候,人真的不動的話,浮力是不夠的。因此,需要手腳“踩水”,來提供額外的向上的作用力,如下圖。

問題來了,踩水時,手腳來回運動。踩下時,水的力確實向上,但是抬腿時,水的力卻是向下的。這樣來回踩水,整體而言並沒有多出來的向上的力。這究竟為什麼呢?


2、踩水的技巧

來回踩水,向上的力如何保證?這就是會不會游泳的區別。會游泳的人踩水時,腳底正向下,速度也很快。這時,相當於水流向上,從而腳底受到向上的力。而當抬腳時,腳尖儘量繃直,減少受力面積,此時水流相對向下,幾乎流暢,腳受到的力變得很小。如下圖所示。


3、心理因素

會游泳的人,入水後會自己調整姿態,分得清上下。因此,可以及時冒出頭,不至於被淹死。

而不會游泳的人,入水後缺乏經驗,驚慌失措。手腳並用,但是方向可能反了,只會往下沉。

4、總結

淹死的人多是會游泳的,因為不會游泳的人不會下水。


力學Nerd王小胖


在平均氣溫達到35攝氏度的今天,這是一個很清涼的問題,看完答案後,我都立馬打算去游泳池暢遊一圈了。

游泳的原理——首先你得不會沉

很幸運,人體的比重和水大致一樣,一般人吸氣後會略小於水,所以基本上,只要是一個正常的人類,都可以漂浮在水裡。

這就是人類可以游泳的最基本的原理沒有之一!

但很多同學發現自己違背了最基本的理論

其實,只要是個人,他在水裡都能漂浮。但是為什麼還是有一大批同學,感覺自己進入泳池內,彷彿變身為變形金剛——鐵了心的往下沉呢?

這個先不用擔心自己是不是人類,因為每個人身體狀況的確都不一樣。

有的同學骨架大,胸腔和腹腔的容積大,吸氣憋住後,整個身體的綜合密度比較小,所以容易浮起來。

有的同學則骨架小,骨骼密度大,而且本身的肌肉和脂肪(緊緻的胖子會很傷心)都比較緊緻,即使能做到吸氣後憋住,也由於整體的綜合密度大,比較容易往下沉。但這並不是壞事,因為人體完全處於水的包圍後,浮力會達到最大化,同時水下做動作,比漂浮阻力小,如果比較游泳天賦和後天能到達的高度的話,容易沉水的體質,反而是游泳高手的象徵。

如何學會游泳或者不被淹死

在水裡的時候,我們要儘量保持身體和四肢的伸展,身體不要彎曲太多,也不要亂動。尤其是腰腹臀,一定要挺直,繃緊,保持重心穩定。這樣,基本就不會那麼容易沉入水底。但是,這樣離學會游泳還是有點差距。

學會游泳是一個比較講究的過程,幾個字就能學會的話,游泳教練早就消失在歷史長河中了,暑期的各種游泳教學班火爆,從另一個側面證明,游泳的確需要練習和正確的指導。

我在這裡就不詳細展開了。

我只提一點,要想不被淹死,記住——帶上救生圈!

結語

游泳雖好,千萬別去野泳,安全第一!小朋友們更應在大人陪同下,才能去游泳。

游泳時,家長們,請看好自己的孩子,別看手機!


貓先生內涵科普


人天生對水具有恐懼心理也陸地生物天生本能,不會游泳的人一落到水中就會慌張手忙腳亂,不由自主一邊張開嘴巴一呼叫,就喝進了大量水,就更加恐懼,就會越掙扎,越呼叫就越喝大量水,造成肺部缺氧和胃裡存有大量水。造成人在水中平均男密度是1·04,女密度是1.03,所以人在水中密度超過水的密度是1,整個人就沉到水下溺水而亡。人要想學會游泳,首先克服對水的恐懼心態,而酷愛游泳這項全身運動。從水中學會游泳的樂趣,又能鍛鍊身體。水中浮力密度1,能夠可以承載人一部分漂浮在水中,人在水中停止呼吸密度小於1。只要在水中只要保持心態鎮定,不要胡亂地掙扎,全身心肌肉放鬆處於睡眠狀態,雙手雙腳自然放到水中一動不動,只要保持人的頭部儘可能往後仰在水面上,就可以保持人睡覺狀態時自然呼吸,人就不會沉到水下,頭部就可以浮在水面,或者雙腳可以輕鬆交換踏水,雙手可以輕鬆找動水,人就可以自然浮在水面,就可以向前遊動;不會沉到水中,掌握配合水中呼吸頻率和節奏。根據水比重都比人比重小。所以可以在水中靜浮,從中領悟到水上太極的境界,可以在遊累的時候,而躺在水中一動不動漂浮在水面上休息,隨著水流而漂浮,仰望著天空藍天白雲那種輕鬆境界,是無法形容多麼放鬆自在,忘記塵世間的煩惱,可以從水中尋找到心靈歸宿和體會水中靈靜,調節人的身心健康非常益處……。


擦肩而過的世界


人體的密度和水差不多,任何人都能浮在水面上。只要能在水裡保持鎮靜就不會溺水。

會游泳的人在水裡不會大口呼吸,總會保持一定的空氣在肺裡,這樣可以使身體的密度總是小於水的密度,人就會浮在水面上,再配合合理的划水動作,就能比較輕鬆的在水面上前行。如果累了,可以面向天空,小口呼吸,人就會輕鬆的漂浮在水上,甚至可以小睡一會兒。

由於恐懼,不會游泳的人在水裡會大口的呼吸,就會喝入大量的水,甚至將水吸入肺中,這就加重了恐懼。胡亂的動作會使人在水中不停的沉浮,又沒有配合好呼吸的節奏,就會吸入更多的水。水代替了空氣,人體的密度就會比水更大,沉入水中就不奇怪了。

你可以在游泳池中做這樣一個實驗:儘量呼出肺裡的空氣,人就會沉入池低。

所以,落水後一定要保持鎮定,小口呼吸,人就會自然的漂浮在水上。


講科學堂


從我個人所學的游泳知識來給大家一點專業的指導。

游泳的原理:游泳是一個技能,是眾多運動中唯一一個從嬰兒到老人都能參與的一個體育項目。通過游泳都能夠起到鍛鍊身體的作用。這個技能既能夠保護自己也能夠幫助別人。游泳中,水有壓力、浮力、阻力。

壓力:使人呼吸困難;很容易嗆水;潛入水中使人的耳朵通。

浮力:當人們在水中的時候,會出現重心不穩;使人產生怕水心理;在水中使沉還是浮取決於人體密度,人體除了脂肪以外密度都大於水,但是平均密度是接近水的密度。人體密度平均值0.96-1.05克/釐米;吸氣後0.96-0.99克/釐米;呼氣後1.01-1.05克/釐米。一般來說女士、兒童比較容易漂浮,健壯或者太瘦的人不容易漂浮。在水中漂浮還取決於身體重心跟浮力點之間的距離。而游泳姿勢正好就保持了平衡狀態。有人會問:是不是人天生就能夠漂浮起來?回答是肯定的,但是天生能夠浮起來的人佔少數,據我以前的經驗和調查100個學生裡面可能有2個不用學就能夠浮起來。

阻力:阻力形成主要是錯誤的游泳姿勢,划水踢水沒有充分利用阻力,所收到的效果很差;我們再水中承受的阻力臂在陸上高800-1000倍。主要有形狀阻力、波浪阻力和摩擦阻力。

就我們知道的飛機。船。汽車等都是選用流線型作為外部形狀,這就大大減小了阻力,所以游泳也是需要保持流線型才能夠減少更多的阻力,身體傾斜的角度每增加5°阻力就增加0.38KG。所以在水中儘量保持流線型或者水平姿勢,減少阻力;調節身體姿勢,使前方以最小面積接觸水流;身體不能夠左右搖擺。

摩擦阻力:皮膚與水之間摩擦導致水分子隨著皮膚與外部的水分子碰撞,闖入其他水流裡面的水分子,進一步加大了阻力(說白了就是波浪產生的阻力)。速度越快波浪阻力就越大。一般是頭部和手造成波浪阻力。

其實看完游泳的原理,很多人一下就明白了為什麼有些人會游泳,而有些人會淹死了。不過關於游泳事故除了以上說的原因之外,還有其他人為因素:比如有些人本身不會游泳,而偏偏要去深水;有些人太過於自信,對水裡的複雜情況無法判斷;有些人不懂得在水中如何自救;還有些在水中受傷或者出現重大疾病引起窒息而沒有得到及時救治等這些原因都會引起淹溺死亡。

所以當大家看完這些介紹之後,再去學游泳就比較容易多了。祝大家早日掌握游泳這個技能。同時也歡迎大家一起討論。謝謝!


love游泳的魚


我常年游泳,對初學者觀察發現對水下運動沒有形成正確的神經反應是根本原因。人類為了適應重力發展出一整套低級運動神經反射模式,不花一點時間形成新的神經反射模式是不行的。這和學騎自行車的原理類似。但不同的人建立新的運動模式的速度是不同的。

在水中淹死有很多原因,會游泳的人在水況複雜情況下也會淹死。所以見義勇為也要懂科學。

但大多淹死的原因可能也要歸咎於喉頭反射性痙攣導致嗆咳甚至無法呼吸(強風中也會有類似的憋死反射)。長期的水中運動訓練可以減弱這種反射,一定程度上緩解反射的強度,在一定狀況下可以防止反射過於強烈影響呼吸的順暢。


肌肉的神經反射模式

人類的低級運動神經中樞是不自主的,這部分神經位於脊柱頂端的球狀結構,通常這部分神經元的興奮性是受到位於大腦中的高級運動神經元抑制的,只有當高級運動神經元放鬆控制和被抑制時,例如大腦損傷時,這部分低級神經元的反射效應才會顯現出來。低級神經元對於我們運動的意義在於支撐我們最本能的肌肉運動模式,例如正常的肌肉張力和簡單的本能運動模式,例如雙腳的交替行走運動。在大腦損傷的患者身上能夠觀察到不正常的反射以及肌肉張力的異常,這是腦中風偏癱後遺症的主要表現。

再回來看游泳這種運動,它要求一種與日常生活不同的運動模式以及對失去重力的肌肉張力的重新調整,這種模式不是與生俱來的。實際上行走很奔跑也都不完全是與生俱來的,實際上和嬰兒時期的學步有關係,而且嬰兒時期學步的過程會影響到成年時期的步態。而狼孩的例子也證實了童年時期運動習慣會帶來長久的影響,雖然行走這種複合人體生理的運動方式容易習得,但游泳就不那麼容易了。相較於四足動物來說,人類游泳體姿和運動模式的改變要大得多,這或許是“狗爬式”一詞產生的原因之一。

上圖:看步態就能看到是不是親媽生的?O(∩_∩)O哈哈~


上圖:這種被成為“蘑菇浮”的姿勢,是學習游泳重新習得水中肌肉張力模式的最基本方式。各位不會游泳的不妨嘗試下,只需要這麼一動不動,足夠的時間你就會自在很多了。這實際上是一種非常好的全身伸肌降張姿勢,不在水中的時候也可以用,對緩解背痛也有一定效果。

因此,游泳需要學,而且每種泳姿都需要。但游泳的基礎還在於對於失重之後身體張力反應的重建,也就是說一入水,人全身的幾百塊肌肉要以正確的張力來應對。很多人即便學會了游泳,其肌肉的張力模式還是不那麼適宜的。這就是專業運動員與普通游泳者的區別。但總體來說,放鬆是迅速掌握這種肌肉張力異常的法門。

上圖:放輕鬆


溺水反應

溺水也是個複雜的過程,在肺部氧氣充足時,人首先受制於錯誤的張力反應,這讓人在水中無法正確地運動以自救;其次是水進入氣到,觸發喉頭的痙攣反射時帶來的屏息反應,這個反射對於初溺水是有一定的保護意義的,但如果這個反射過於強烈,持續時間太長,則會造成即便口鼻在水面上仍然無法呼吸的窘境,這導致喪失自救的機會。

上圖:喉頭反射跟吞嚥食物的需求是相關的,這是人類一大生理缺陷,幹嘛呼吸和進食非要在喉頭那裡交匯,分開多好。

因此,放鬆和舒緩過度的反射反應仍然是溺水自救的重要措施。但有水下運動經驗的人多少會比沒有這種經驗的人要好一些。但這並不意味著會游泳的就不會溺水。在缺氧的情況下,人的某些生理反應會喪失,諸如判斷空間和重力方向感知等等,這導致水性好的人有時也難逃溺水厄運,所以“見義勇為”一定要量力而行,而且要對整個溺水的現象有一個科學的理解。施救不是一個拼蠻力的過程,對心理和生理條件要求都很高,所以需要專業的救生員。


小宇堂


看到你的提問感覺人游泳跟其他動物不一樣,其他動物游泳都是天生就會,不用學。而聰明的人類卻不如普通動物,不學一段時間就不行。人的比重比水少重一點,如果吸上一口氣就正好一樣了。可就是這一口氣會掉了多少人的生命,逆水而亡的人不知道這個原理,老天偏偏讓人和水存在這樣的關係。讓人什麼事都要學習。這可能是老天給了人一個聰明的大腦,其他的是就故意讓你學,讓人還不如一些普通動物。人掌握了這口氣的原理再學會在水中掌握好身體平衡,把

鼻孔和嘴巴用來喘氣的通道保護好就行了。人是直立行走動物,在水中也可以直立游泳,這樣便於觀察水面,和攜帶物品。


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