Lichaamsvormen en stroming | Fysieke wetten bij het zwemmen

Lichaamsvormen en flow

Niet het frontale gebied van een lichaam zoals eerder werd aangenomen, maar de verhouding frontaal gebied tot lichaamslengte speelt de belangrijkste rol bij de weerstand in water. Dit kan worden geïllustreerd door het volgende voorbeeld. Als je een plaat en een cilinder met hetzelfde frontoppervlak door water trekt, is de waterweerstand voor het lichaam gelijk, maar is de turbulentie in het zog aanzienlijk anders.

De term frontale weerstand is dus niet helemaal correct, aangezien de turbulentie in het zog het lichaam sterker afremt. Volgens de laatste bevindingen hebben de spoelvormige structuren van de pinguïns de minste turbulentie in het zog. Vissen met deze lichaamsvormen behoren tot de snelste zwemmers. Een voorbeeld van terugstromen: een persoon lopend door het water trekt een partner gehurkt op het wateroppervlak achter zich door het resulterende zuigeffect.

Voortstuwing in water

Voortstuwing in water kan worden bereikt door de vorm van het lichaam te veranderen (vinbeweging bij vissen) of door voortstuwingsopwekkende constructies (propeller). Bij beide methoden wordt water in beweging gebracht en werkt het zo terug op het drijflichaam. De wederkerige reactie wordt abutment genoemd.

Hieronder worden de drie principes voor voortbeweging in water nader toegelicht. 1. drukpeddel principe: bijv. Eendenpoten: De voeten van de eenden worden loodrecht op de bewegingsrichting bewogen (naar achteren). Aan de achterzijde ontstaat een onderdruk (dood water) die het drijflichaam vertraagt.

Er is veel energie nodig en de voortstuwing is laag. 2. principe van achterwaartse straal: Ex. inktvis: De inktvis verzamelt water in zijn lichaam en werpt het uit via een smal kanaal.

Dit resulteert in een aandrijving naar het lichaam. 3. Golvingsprincipe: Voorbeeld dolfijn: achter elk lichaam verschijnen roterende watermassa's in het kielzog. Deze roterende watermassa's zijn echter in de meeste gevallen verstoord en werken remmend.

In het geval van de dolfijn worden de watermassa's geordend door een lichaamsgolf en kunnen ze daarom nuttig zijn voor voortstuwing. Deze geordende watermassa's worden genoemd draaikolk. in zwemmenhet is echter erg moeilijk om de watermassa's op een ordelijke manier te laten roteren door lichaamsbeweging. In het vermogensbereik maakt het echter zeer hoog mogelijk zwemmen snelheden.