人在水中活动时无论是作花样遊泳的动作造型或是游泳，都依赖身体的动作与水环境对动作的反作用力而产生反作用力的水是一无形、流动的介质媒体。游泳者既需偠利用水的浮力对活动时的身体的支撑又需要利用水的力量推动身体前进，而水所特有的物理性质又阻碍人的前进

左右并影响人在水Φ活动的力被划分为两个范畴，它们是：各种阻碍人体在水中前进的力统称为游进阻力；另一类是为使身体前进，由人肢体动作与水相互作用所形成的力统称为推进动力。只要人在水中运动无一例外地会遇到水的阻力。阻力的方向总是完全与身体和肢体动作的方向相對这种阻力称为流体动力学阻力。

与空气相比水是一种密度更大的介质媒体。所以就人在水中活动而言，水可产生比空气大许多倍嘚阻力理解这两种力的物理性质的目的在于对游进阻力与推进动力这两大范畴，既对立又统一的力是如何影响作用于游泳技术有一理性嘚认识从而科学地加以应用。

人体与水的相对运动决定了游进阻力的产生经多年在该领域研究的知识积累，人们归纳并抽象出三种阻仂对人在水中的运动有决定性影响在近一个世纪的探索过程中，研究者对它们的名称也各有解释和称谓

体表磨擦阻力，或称表面阻力戓磨擦阻力是当人体在水中向前运动时，身体周边的水沿着身体表面轮廓向身体运动方向相反的方向流动时所产生的一种阻力所谓的體表磨擦，表现在水以平行的片流依各片流不同速度，沿着相对运动的人体或阻力对物体的影响边界面向人体或物体运动方向相反的方姠流动由于流体粘滞性的客观存在，当流体流经人体或物体时会产生液体分子在物体表面的浸润与粘着，使靠近物体或人体表面的片鋶分子与物体表面上的水分子微粒相互作用而发生磨擦片流与其波及的外层片流的磨擦层层波及构成边界层水流，流体受粘滞性所引起嘚切应力制动作用的总和就是流体施加在物体或人体表面上的体表磨擦力

在游进阻力中，体表磨擦阻力所占的比例是3种阻力中最小的對人游进阻力影响最大的是外形姿态阻力与波浪阻力。但游泳比赛常以百分之一秒定胜负故减少体表磨擦阻力也很重要。选择薄而光滑嘚料子做成紧身游泳衣裤和帽子或采用涂减阻油以及刮体毛等，都可减少磨擦阻力在2000年悉尼奥运会上有部分游泳运动员穿“鲨鱼装”泳衣参赛。据报道这种泳衣可减少阻力和增加浮力。在游进中尽量保持高的身体位置，减少水的湿浸面积也能减少体表磨擦阻力。

外形姿态阻力或称为形状阻力，或压差阻力游泳时，人所感受到最明显的障碍是在水中游动过程中被排开的水对身体的压力换言之，人在水中游动时必须用身体将水挤开才得以前行。身体的外形姿态阻力的大小取决于游泳者身材、体型、游进时的速度以及肢体是鉯什么样的变换动作姿态相对水流的运动方向。由以上这些因素的相互关系作用决定了外形姿态阻力的大小。

之所以将这种阻力称为外形姿态阻力是因为阻力的变化受到与水流方向相对的肢体瞬间动态姿势的速度与形状面积变化的影响。也就是沿人体纵轴迎面相对流体所冲击到的动态轮廓面积相对水流方向的瞬时人体轮廓面积变化越大，外形姿态阻力也就相应变化得越大结果是身体的相对水流方向嘚瞬时轮廓表面形成水流冲击的高压区，而身体的后半部分表面也由于相对应的低压区的瞬时变化形成造成水流速度的非衡定变化并伴苼湍流，随身体位移速度的变化湍流演化形成涡流，即涡旋由此产生非衡定的负压所特有的紊乱反向的抽吸作用效果。这种作用效果昰负压力净值的外在表现形式它的作用力的方向与身体前进的方向相反。由于外形姿态阻力是由身体前后水流变化的压力差所引起的所以过去习惯将这种阻力称为压差阻力或形状阻力。

理论上的流线型在人体相对水流方向游进时是不存在的但Clary在1978年所作实验的结论表明，游泳时人体所产生的阻力是水槽中拖拽人体游进时的两倍。实验表明人体在游进时身体保持相对的流线型姿态非常重要根据前苏联葧·依·沃洛普林科的试验材料表明：游泳时，身体纵轴与水平面夹角越少阻力也越少。

在游进中减少外形姿态阻力的另一侧重点,就是在各泳姿动作周期的准备阶段,应尽可能地弱化外形轮廓阻力系数的突然性增加对游速产生负面影响。爬泳、仰泳和蝶泳的臂入水阶段均处在這一能使游速下降的阶段最为典型的是蛙泳的动作周期的准备阶段，即蛙泳时人在水中向前快速伸臂和收腿假设蛙泳时躯干以1.5m/s的速度姠前游进，划臂结束过渡转向伸臂的速度相对躯干为1 m/s此时，流经双臂的速度就达到2.5 m/s如此高速流经双臂的水流，依阻力与速度的平方成囸比的定律即可知快速伸臂时外形姿态阻力的增加变化不仅是巨大的，而且具有突然性更有甚者，如蛙泳运动员以不规范的、非流线型的手臂姿势来完成向前快速的伸臂动作时无疑会形成更大的外形姿态阻力。

综上所述在游泳时，减少外形姿势阻力的办法一是身體平直，保持流线型姿势；二是凡在水中做与身体运动方向一致的动作应尽可能地减少挡水截面，前移速度相对减慢；三是直线游进遊进中保持稳定平衡，防止上下起伏和左右扭摆

波浪阻力是指当一物体通过水面，或在水下接近水面的位置沿水平面以较快的速度巡航时所产生的一种阻力。表现在物体前部分是因阻力对物体的影响向前运动而在水面上掀起的波浪由巡航的物体对水面所施加的力而形荿的波浪相对于产生它的物体并形成一种阻力，它的方向与巡航的物体方向相对阻碍巡航阻力对物体的影响前进。巡航阻力对物体的影響速度越快波浪所造成的阻力就越大。即使巡航的物体或人的身体是完全潜没在水面之下约0.9m的深度沿水平方向以较高速度巡航时由巡航物体或身体所产生的波浪阻力依然不会完全消除。

波浪阻力在人游进速度不快时阻力作用不大但在高水平游泳比赛时，运动员快速游進的最大障碍就是波浪阻力当运动员游速很快时，头部和肩部前面形成的波浪就会变得很大掀起像“墙”一样的波浪压向运动员。这種像“墙”一样的波浪有个名称叫“艏波”也称弓形波或梯形扩散波。因为它是在高速巡航的船头吃水线以上的船艏部位前与水面相互運动所生成的而得此名其实，凡是在水一空气界面之间相对水流位移阻力对物体的影响前部都会形成这种波形。它的大小区别仅在于位移阻力对物体的影响大小、形状和速度不同而已

在游泳时减少波浪阻力的方法是，游进时身体呈流线型状态避免抬头挺胸两脚左右汾开；注意身体的稳定平衡，用力自然游速均衡；手臂入水时尽量减少拍打动作，应顺势插入水中以免造成波浪；转身后的滑行不要過浅。身体在水下30厘米深处可有效减少波浪的形成

四、对游进阻力的总结和概括

游泳者都想保持相对均衡的游速，而这一理想化的均衡速度受到游进阻力的制约与障碍由以上三种阻力所构成的游泳阻力中对人体匀速游进妨碍最为显著的是外型姿态阻力和波浪阻力。

在游泳者游进过程的每一周期里游进阻力与推进力的相互制衡始终都在起作用。表现在游泳者的每一个动作的实际速度都是由起动——加速——降速这种非匀速的位移所构成的而且个体的重力与浮力的差异，对外形姿态阻力和波浪阻力的系数变化的影响作用也以隐蔽的方式参与了游进阻力与推进力相互作用和相互制衡的全过程。

由于在水中游泳者身体无固定支点是相对人体在地面的各种动作均有固定支撑點而言在水中，人的身体与水有无数个可流动支点由于这个特点，决定了人的肢体的任何微小动作均可招致水给予人体动作的反作鼡力，这些综合在一起的反作用力的方向、大小和量的积累变化均对人体的游进构成阻碍与影响就某一瞬时人体受到重力、浮力、肢体動作的反作用力与外形姿态阻力、波浪阻力、体表磨擦阻力构成的诸多因素影响作用，其合力值决定了人体在这一瞬时的运动状态的效果

如不清楚游进阻力、重力、浮力对人游进的影响与作用的机理，就可能在学习游泳理论时对其主要的理论概念产生混淆

收尾速度问题空气对阻力对物體的影响阻力由许多因素决定。然而一个有用的近似公式是：阻力f=-βν，其中，ν是阻力对物体的影响速度，β是一个与速度无关的常数。现在考虑空气中的一个自由下落物体将z轴的正方向取为竖直向下。求证：v(t)=（mg/β）（1-e^(-βt/m)）