Гидростатическое равновесие тела пловца

На поверхность тела, погруженного в воду, действует гидроста­тическое давление; оно возрастает с глубиной погружения. Боль в ушах, которую испытывает пловец, нырнувший на большую глу­бину, вызвана гидростатическим давлением на барабанную пере­понку уха.

Когда тело пловца находится в воде неподвижно, на него дейст­вуют только сила тяжести тела и выталкивающая сила воды (рис. 8). Сила тяжести Р постоянна по величине и приложена к общему центру тяжести тела (ОЦТ).

Выталкивающая сила Q обусловлена разностью гидростатиче­ского давления на нижнюю и верхнюю поверхность тела, погру­женного в воду, и направлена вверх (закон Архимеда). По величи­не она равна силе тяжести воды, вытесненной телом. Центр тяже­сти вытесненного объема воды называют центром давления (ЦД). К этой точке и приложена выталкивающая сила.

Тело находится в гидростатическом равновесии, если сила тя­жести Р уравновешивается выталкивающей силой Q: Р = Q.

Если на заданной глубине на тело пловца не действуют никакие другие силы и Q>P, то тело всплывает до тех пор, пока не будет вы­полнено условие Р = Q. При P>Q тело тонет.

Плавучесть человека зависит от средней плотности тканей его тела, вдоха или выдоха, плотности воды. Чем меньше сред­няя плотность тканей тела пловца, тем лучше его плавучесть. При полном вдохе пловец, как правило, обладает положитель­ной плавучестью; при полном выдохе — отрицательной (то есть тонет). В более плотной, морской, воде плавучесть тела повы­шается.

У пловца, находящегося в воде в горизонтальном положении, руки у бедер (см. рис. 8, а), ОПТ расположен, как правило, ближе к ногам по сравнению с ЦД тела. Так как сила тяжести тела и вы­талкивающая сила воды имеют противоположное направление и линии их действия не совпадают, то возникает вращающее дейст­вие пары сил. Равновесие тела нарушается: ноги и нижняя часть туловища опускаются вниз. Если пловец вытянет руки вперед, равновесие тела улучшится (см. рис. 8, б).

Рис. 8. Действие силы тяжести Р и выталкивающей силы Q на тело пловца при неуравновешенном (а) и уравновешенном (б) гидростатическом его положении.