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了解游泳

0 前言

我写这个文章的时候已经自学了几个月的游泳。

我从一开始害怕水,到后来浮不起来、游不快、不会换气,到现在能比较快速地用平蛙姿势游50米,终于算是入门了。这期间零散搜集了很多教学文字和视频,深深体会到自学的不易,踩了一些坑也有一些感悟,希望在这里记录尽可能全面的游泳入门流程,给正好有需要的人们看看。

1 游泳理论

1.1 游泳是什么

游泳是人在水中运动的技能,见游泳-百度百科

类比人在地上(空气中)运动,比如走路、跑步、爬行这些一般人已经熟练掌握的技能,游泳最大的特点是人在水中,各种姿势、动作、原理也由此而来。

因此,接下来首先要讲水的性质,以及人在水中的规律(水性-百度百科)。

1.2 水安全吗?

我希望读者看完这一小节以后具备安全地将全身浸入水中,和水做贴心好朋友的相关知识。

如果读者没下过水,可能会怕水,不敢下水。但是,

  • 的化学式是$H_2O$,是地球上最常见的物质之一——我们每天喝水,体内有水,空气里也有水。
  • 水在常温下是无色、无味、无臭的液体。如果读者发现有水不是这样的,那它掺杂了其它东西。
  • 每天喝水的读者应该认同,水是无毒,可饮用的。

从以上3条性质来看,水本身不应让人感到害怕, 而是当水灌入人的鼻腔、眼睛、耳道、气管时会有不适。如果读者有条件的话,不妨找浅水区将脖子以下的部位浸到水中玩玩水,培养和水之间的感情。

当然,避免水灌入这些部位需要一些经验和方法。首先我们需要引入两个科学知识:

  • 水的密度$\rho_水$约为$10^3kg/m^3$,而鼻腔、耳道内空气的密度$\rho_气$约为$1.29kg/m^3$,空气的密度远比水小,因此空气在水中因浮力$(\rho_水-\rho_气)gh$而逆着重力方向快速上升,同样水在空气中因重力而下降。所以,只要让空气上方不接触水,空气就不会自然逃逸,水也不会灌进空气。 这个知识在游泳中的应用举例为,当人保持鼻孔朝下的头部姿势浸入水中时,因为鼻腔内的空气在水中趋于上浮,而它的上方有鼻腔阻拦无处可去,只要不呼吸,水就不会进入鼻腔。如果人在水中仰头,水就会进入鼻腔。耳道部分也是同样的原理,如果读者在学习自由泳时耳道易进水,可以让泳帽多遮住耳朵一些,这样能够挽留更多的空气。
  • 对于近似垂直的空气-水交界,如果交界一边完全是空气,一边完全是水,水很难灌进空气;如果有一边既有空气也有水,那么水容易灌进空气。 这个原理和压强有关:在水内,空气-水交界面外部水对内部空气施加水压,水内压强p = 密度ρ * 重力加速度g * 深度h​。如果交界面各个点内外压强差近似相等,两边就达到了平衡,水不能从任何一个点突破;而如果有地方漏水,水变为沿该方向斜向内施压,空气受到不均衡力挤压而斜向外逃逸,水将无处不在。在游泳中这个现象多发生于人在水下抬头看前方时鼻腔没有进水,而当保持姿势浮出水面时鼻腔就进水了。读者要记住,在头浮出水面的一瞬间鼻孔最好是朝下的。

如果水不慎进入耳道难以排出,可以放更多的水进入耳道然后一并倒出。这是因为水有明显的张力,少量的水会聚集并吸附在某个地方,而更多的水可以带走它们(虽然也会留下很少的水)。

至于眼睛,我们一般使用泳镜来隔开水。如果读者拒绝水进入鼻腔、耳道,有游泳用的鼻夹和耳塞可用,不过用起来不舒服,大部分人不用。

至于气管,请读者不要在水中吸气。当发现换气时意外进水时,读者应立即停止吸气并闭上气管(可能会喝到水,但好过被呛到),这个反应可以通过专门的专注和训练来达到。

1.3 人在水中浮

人游泳时3秒左右就需要呼吸一次,呼吸需要到水面以上接触空气,这里很大部分借助了人在水中的浮力。

根据知乎回答,人的密度$\rho_人$大约是$985 kg/m^3$,略小于水的密度;肌肉占比高的人密度略大,脂肪占比高的人密度略小。

当人的密度$\rho_人$小于水的密度$\rho_水$时,人在水中的浮力$(\rho_水-\rho_人)gh$为正,就上浮;否则下沉。

当人的密度$\rho_人$小于水的密度$\rho_水$时,人在浮力平衡状态的露出水面百分比$a$满足等式$a*\rho_人=(1-a)(\rho_水-\rho_人)$(忽略空气密度),解得$a=1-\rho_人/\rho_水$,按$\rho_人=985 kg/m^3$计算有1.5%能够浮出水面。虽然一般人不能浮出水面很多,但也不会下沉很多;受浮力公式中深度h的影响,浮力平衡位置在水面附近,人下潜越深受到的浮力(和水压)越大。 人们常说在泳池里很难摸到池底,这个现象就和浮力原理有关。

我属于密度较大,我不能保持稳定浮出水面,不过在b站经常看到有人说在水中睡觉的经历呢~ 可能这就是天赋吧。

人还可以控制浮力:由于空气密度远小于水,人吸入的气体多少很大影响着人在水中的浮力。 一般来说,当人吸满气体后,可以从水下迅速上浮;当人呼出全部气体后,将失去浮力转而下沉。因此这里提醒读者,在水中呼出全部气体是危险行为,因为此时人无法再获得上升浮力,同时一直获得下沉加速度,需要抵抗下沉浮力游到水面上才能换气。

由于人吸入的空气存储在肺部,人的上半身容易因强浮力上升,而下半身不直接受到强浮力加持,这会导致人体受角加速度“旋转”,上半身转向朝上,下半身转向朝下,一般表现为游泳时上身浮着,腿却一直向下掉。在自由泳、蝶泳姿势中,一般依赖打腿动作获得下半身的上升力,从而抵消上述角加速度的影响(打腿好的话整个人也会更浮起来)。

还有一点原理:$F=ma$告诉我们浮力的作用表现是加速度,累积长距离浮力的话上升速度会越来越快。人游泳时难免周期性地上浮、下降,这是因为人的零速位置和他的浮力平衡位置之间有较大距离,然后就像弹簧一样不断上下震荡。

当读者在这一小节可以在水中上蹿下跳时,我想就是时候接触运动中的水了。

1.4 水的粘滞力和阻力

水具有粘滞力,人在水中运动时的阻力也来源于此;详细理论参见流体力学-百度百科,这里我们只从性质引导结论。

如果读者在水中贴近水面的高度用手横向划水,会发现手的斜前方水平面有明显的水波随手移动,并且划的速度越快水波越大。这是因为手直接推动的一块水受力加速时会因粘滞力带动与速度方向平行的相邻水一起加速,速度越快影响的范围越广。

同时,因为力的作用是相互的,推动更多的水会导致自己受到的反作用力更大。 这对游泳有两方面影响:一方面手臂、腿部划水可以获得移动动力,另一方面身体各部位在移动时被动推水受到水的阻力会阻碍移动。在同样的划水距离(做功距离)下,快速、大面积的划水可以获得更多的动能,适合动力;而慢速、小面积的划水将减小阻力。

推水物体的形状也会影响反作用力。相比于平面推水,三角形推水时水的流动方向是倾斜的,斜方向水的受力减少,因此

  • 流速相对较慢,粘滞力带动的水相对较少;
  • 水受力减少使物体与水的摩擦力也减少;
  • 如果物体形状有空隙产生涡流,也会产生较大阻力;

所以鱼<・)))>«和汽车流线型的样子完全可以理解。

读者现在已经了解水了,现在可以准备去游泳了!

2 初入泳池

2.1 游泳地点

我把游泳的地点分为3种,

  • 私人游泳池:一般出现在豪华宾馆,私人别墅中,没有外人影响,是最自由的游泳地点;
  • 公共游泳池:一般出现在学校、公开游泳馆、度假中心、五星级酒店中,是最常见的游泳地点;
  • 野外水域:水比较深的地方都可以游泳,因为水深、水质、水流、水生动植物等特性,是最危险的游泳地点。

初学者在进入任一泳池前,建议熟记本章节内容,或者和会水的朋友一起。

2.2 泳具

泳具的选型可以在知乎、百度、ChatGPT等地方提问或搜索,我感觉合适自己的泳具和不合适自己的泳具体验差距很大。

因为泳池含氯水的加速老化作用,一般的泳具都有较短的使用寿命,大概在十次到几十次游泳。所以第一次可以买性价比高一些的泳具尝试。

为了保护自己,可以准备:

  • 泳镜:使泳者可以在水中睁眼(防雾泳镜通常需要配防雾喷雾)。
  • 泳帽:保护头部;防止头发飘散;防止头发完全浸泡在泳池含氯水中而损伤发质;。
  • 毛巾:用于在游泳结束后擦干自己,避免受凉感冒和弄湿各种东西。
  • 鼻夹:强制不使用鼻子呼吸。(一般不用)
  • 耳塞(游泳用):防止耳道进水。(一般不用)

为了辅助练习,可以准备:

  • 浮板:具有很强浮力,可用于练习打腿(上半身重力压在浮板上)、划水(用腿夹住浮板以代替打腿)、休息(把浮板压在胸下或腋下)等。
  • 呼吸管:使泳者可以在浅水内呼吸,不用担心呼吸问题。
  • 游泳圈、救生衣:超能浮,但是不好游泳。(一般不用,小孩子可以用)
  • 手蹼、脚蹼:加强划水动力,可用于体会发力感觉。(一般不用)

为进入公共水域,需要准备:

  • 泳帽:一般游泳馆均要求佩戴泳帽,防止掉头发,保持池水卫生。
  • 泳衣:女性泳衣至少遮三点,男性最少穿泳裤,暴露狂要被抓起来的~
  • 泳具袋:泳具出水后是湿的,需要独立携带。

为进入公共游泳馆,需要准备:

  • 拖鞋:更衣室需要避免外来脏鞋子沾水后到处踩黑印子,不过光脚在里面走也是可以的。

为进入野外水域,需要准备:

  • 救生浮球(跟屁虫):是一个醒目的橙色气囊。因为在野外水域溺水基本等于死亡,救生浮球能够在基本不影响游泳的同时跟在人后面,可以警示行船、抱住休息、喊人互救,是野泳的必备泳具。

下面泳具对游泳效率有影响:

  • 泳衣、泳帽:可以减少水的阻力。
  • 手蹼、脚蹼:加强划水动力。(一般不用)

总地来说,如果读者没什么要求,带上泳帽、泳衣、泳镜、毛巾、泳具袋即可。

2.3 游泳对人的要求

游泳是一项高强度、高危险运动,对人体素质要求较高。

以下情况不建议游泳

  • 疲惫、体力不支,如刚刚跑完1000米:剧烈运动时容易抽筋、呛水。
  • 空腹:空腹时血糖含量低,剧烈运动容易低血糖引发眩晕(也不能减肥)。
  • 患病或大病初愈:抵抗力弱,受冷水刺激容易感冒;同时游泳体力消耗较多,身体需要额外恢复,容易使病情加重。

以下情况不适合游泳

  • 身体表面有见血伤口:泳池含氯水会刺激伤口,还可能感染,影响恢复。如果伤口正在出血还会污染泳池,但我相信一般没人会这样游泳。
  • 患有心脏、呼吸相关疾病、高血压、脑血管相关问题:游泳对心肺压力较大,容易诱发病症,并可能因病症发作导致无法充分换气/溺水。
  • 患支气管哮喘、中耳炎、鼓膜穿孔等:与水接触容易使炎症加重。
  • 女性月经:女性月经期游泳极易感染疾病。

以下情况不适宜在公共水域游泳

  • 患有某些传染性疾病:患传染性肝炎、传染性皮肤病、红眼病、严重沙眼、严重脚癣、阴道滴虫、菌痢等情况,下水游泳对疾病康复不利,且容易把疾病传染给别人。

2.4 泳池概况

在公共泳池入口外一般有更衣室和淋浴间,用于更换泳衣和冲洗身体。

泳池的形制:正式比赛泳池长50米、宽21米、水深1.8米以上。一般泳池长度有50米,也有25米。对于供游泳、跳水和水球综合使用的池,水深1.3~3.5米;10米跳台池水深为5米。

一般泳池的水深是线性变化的,长度方向上的一边是浅水区,高1.3米左右,人站起时头可以轻松出水;一边是深水区,高1.8米左右,人站起时头很难出水,不过深水区末端一般有可以站住休息的地方。 初学者谨慎进入深水区,很容易爬不出来。

有的泳池会有用浮标隔开的泳道,泳道专用于长距离游泳,不要在有人的泳道里摸鱼。

泳池水温一般保持在26~28摄氏度,略低于人体温度37度。这是因为剧烈运动会大量产生热量,如果水温较高会使热量无法及时散出人体。不过,游泳很容易感冒也是事实。

一般泳池有过滤和消毒设备,泳池的水不断循环,以保持池水清洁。泳池的水是带消毒功能的含氯水,会对皮肤、头发和泳具造成些许伤害,这是出水后一定要沐浴的原因;一般喝含氯水对健康没有影响,但还请尽量少喝。

泳池边一般间隔设有痰盂,方便人们卫生地吐出游泳产生的脏水。

一般公共泳池周围有救生员,他们在有人溺水时伸出援手。

2.5 泳池公约

在公共泳池,人应当力所能及地维护公共秩序,共同构建一个安全、清洁、舒适的活动场所。与公共利益相悖者,轻则被人鄙夷,重则被拖出泳池,这需要每个人注意。

  • 仔细阅读泳池规章制度,不做违背规定的事。
  • 保持自身干净,不污染地板、泳池。
  • 在泳道中段要保持游泳,不要在泳道中摸鱼使其他人无法使用泳道。
  • 不输出噪声,包括大喊大叫、外放音乐等。
  • 不追逐打闹、少跳水,少做影响别人游泳的动作。

2.6 游泳之前

在进入泳池之前,

  • 先在更衣室脱下衣服带上泳具,注意保管个人物品。
  • 建议在淋浴间冲一下,洗去身上污垢,并让身体适应泳池水温(用比平时凉一点,比泳池热一点的温度)。如果泳具脏了,也可以冲一下泳具。
  • 然后把该穿戴的泳具都整好,泳帽、泳衣、泳镜等穿戴方法找教程,泳镜可以直接戴好,也可以卡在额头处。
  • 下水前建议在池边做一做全身热身运动,避免在水中抽筋被救起来。
  • (可选)让身体适应水温:身体不适应冷水的话会增加抽筋和感冒的风险。可以在池边先把腿放进水中,待适应后逐渐让身体进入水中。
  • 终于可以下水了!下水时寻找泳池边的扶梯,沿扶梯台阶迈入池中。类似跳水的下水方式有撞人的危险,并会溅起水花,不建议在人多的地方尝试。

2.7 这个正常吗?

  • 在泳池中感觉胸闷:除呼吸系统、心血管系统问题外,肺活量小、呼吸系统肌肉不发达也可能导致胸闷,这种情况常见于不常锻炼的新手。以上情况均难以在泳池中得到缓解,建议在感觉不行时离开泳池。然而,正常游泳过程有助于缓解胸闷,这是因为人在水中立着时肺(胸腔)位置较低、受水压较大,而游泳时人处于横的姿态,肺大部分时间处于水面附近,受水压小。
  • 耳道、鼻腔、嘴进水:耳道进水一般由于头侧倾使空气漏出,基本没有危害,对接触皮肤有刺激(不利于耳部炎症);鼻腔进水一般由于头上扬使空气漏出,比较难受,对接触皮肤有刺激(不利于鼻炎);嘴是主要呼吸部位,嘴进水一般由于吸气时吸到水,可能导致呛水(将影响换气)或喝水(影响不大)。
  • 手指肚皮肤皱了:泡水后手指肚皮肤起皱是正常生物现象,不需要特别处理;在感到不适或者有其他症状时请及时就医。

2.8 应急处理

呛水时:尽快停止游泳、停止吸气并排出水,站起或向上游以将头浮出水面,换气休息。

在水中不幸抽筋、溺水或是遭遇其它情况无法安全回到岸边时:尽可能早地寻求救生员或身边人的注意,晚求救的代价可能是余生的幸福。

  • 向救生员示意的方法:高举手并向救生员持续挥手,有必要且头在水面以上时可以呼喊。
  • 向身边人求救的方法:轻拍或抓住身边人以引起注意,有必要且头在水面以上时可以呼喊,因为一般动作不会让人认为你需要帮助。

2.9 游泳之后

在游泳结束,离开泳池时,

  • 可以沿扶梯走上岸,也可以撑住岸边跳上去(因为水中体感重力很小),不过容易磕到。
  • 建议在出水后立即淋浴,洗去身上和泳具的含氯水,防止其进一步搞破坏。
  • 用毛巾擦干自己,当心受凉感冒。

3 技巧练习

我的技巧基本是在B站刷各种视频和反复实践练习起来的。因为细节太多,原定的一些章节现在实在懒得写(写出来可能也不如大佬们讲的全面),我就在这里贴一些不错的视频出处好了。

  • B站UP主 梦觉教游泳:著有大量游泳教学视频合集,教学质量非常高
  • B站UP主 Aimee游泳学堂:国家一级游泳运动员,美女老师,著有多个游泳教学视频合集,教学质量也很不错