|
Algemene hydrodynamische aspecten:
De soortelijke massa:
De soortelijke massa van water is de massa( het aantal kilo’s) per hoeveelheid volume (het aantal liters)
De soortelijke massa is afhankelijk van de temperatuur en de opgeloste stoffen bijvoorbeeld zout water zoals onder andere zeewater, heeft een hogere soortelijke massa.
Ook de soortelijke massa van een mens speelt een rol aangezien de mens uit verschillende soorten weefsels is opgebouwd. De individuele verschillen tussen bepaalde personen ontstaan dus naargelang de hoeveelheid van diverse weefsels zoals botweefsel, vetweefsel, spierweefsel enz.
De soortelijke massa van de mens kan actief worden beïnvloed door het volume te vergroten en de massa nagenoeg gelijk te laten. Dit gebeurd door in te ademen. Door inademing zetten de longen uit en stijgt dus het volume zonder dat de massa noemenswaardig wijzigt. Hierdoor zal de soortelijke massa van het lichaam kleiner worden. Bij uitademing is de soortelijke massa groter dan bij inademing, tot zelfs groter dan 1.
Zwaartekracht en opwaartse kracht
Op een lichaam werken in het water 2 verschillende krachten: De zwaartekracht en de opwaartse kracht.
De zwaartekracht:
Elk lichaam, al dan niet ondergedompeld in een vloeistof, is onderhevig aan de zwaartekracht. Deze kracht is, zoals ook het geval is in de lucht, neerwaarts gericht en rekt het lichaam naar beneden. De zwaartekracht werkt in op het gehele lichaam maar is te bundelen in 1 punt, het aangrijpingspunt. Dit aangrijpingspunt van de zwaartekracht wordt het zwaartepunt genoemd.
Waar ligt het zwaartepunt van het menselijke lichaam ergens?
De plaats van het zwaartepunt is zo bepaald dat aan weerszijden van het punt evenveel gewicht is. Aangezien het menselijk lichaam geen volledig symmetrisch en homogeen lichaam is, vallen het zwaartepunt en het geometrische middelpunt niet samen, maar neigt het zwaartepunt naar de zwaardere delen van het lichaam.
Het zwaartepunt ligt ten eerste rugwaarts, omdat de wervelkolom en de rugspieren een groter gewicht hebben dan de buikholte met de organen. Ten tweede ligt het zwaartepunt richting voeten omdat de benen een groter gewicht hebben dan de romp. Bij de doorsnee zwemmer ligt het zwaartepunt enkele centimeters voor de 3e tot 4e lumbale wervel.
De opwaartse kracht:
In het water heeft het lichaam ook te maken met opwaartse kracht. Dit is de kracht die wordt uitgeoefend door het water. Volgens de wet van Archimedes: “ een lichaam ondergedompeld in een vloeistof ondervindt vanwege die vloeistof een verticale opwaartse kracht die gelijk is aan het gewicht van de verplaatste vloeistof.” Het verplaatste water oefent dus een druk uit aan de onderkant die het lichaam als het ware omhoog drukt. Deze opwaartse drukkracht werkt in tegengestelde richting van de zwaartekracht.
De opwaartse kracht oefent druk uit op alle lichaamsdelen die zich in het water bevinden. Wanneer de duim, de armen of het hoofd uit het lichaam worden gehaald, dan wordt het ondergedompelde volume in het water kleiner en dus zal de opwaartse druk kleiner worden.
De opwaartse kracht is net als de zwaartekracht te bundelen in een aangrijpingspunt. Het aangrijpingspunt van de opwaartse kracht noemt men drukpunt, perspunt of drijfpunt. De plaats van dit punt is zo bepaald dat aan weerszijden van dit punt sprake is van evenveel volume. Het wordt dus ook mede bepaald door de individuele lichaamsbouw en ligt meestel ter hoogte van het onderste puntje van het borstbeen.
 De invloed van de zwaartekracht wordt dus tegengewerkt door de opwaartse drukkracht. Een lichaam dat geheel of gedeeltelijk is ondergedompeld in water lijkt dan ook minder zwaar. Men spreekt hier over schijnbaar gewichtsverlies.
Door de beweeglijkheid van het menselijk lichaam tijdens het zwemmen zal zowel de ligging van het zwaartepunt als het drijfpunt worden beïnvloed. Door de bewegingen van de romp, het hoofd bij ademhaling en de ledenmaten worden massa en volume steeds verplaatst en zullen beide aangrijpingspunten dus voortdurend van plaats veranderen.
Drijfvermogen
Het drijfvermogen van een persoon is dus afhankelijk van alle hierboven besproken punten zoals soortelijke massa, lichaamssamenstelling, zwaartekracht en opwaartse kracht. De relatie tussen de soortelijke massa van water en van het lichaam dat ondergedompeld is in het water bepaalt of er sprake is van drijven zweven of zinken. De soortelijke massa van water is 1. Een voorwerp met een soortelijke massa groter dan 1 zal zinken. Als de soortelijke massa van een voorwerp gelijk is aan 1, zal er sprake zijn van zweven. Is de soortelijke massa kleiner dan 1 zoals bij piepschuim, dan zal het voorwerp drijven.
|
