沉着“泳”对

杨 虎

下沉是导致畏惧游泳，溺水，远离游泳的首要原因。初学者在首次接触游泳时感觉最明显的就是下沉，最为显著的则是下肢，然后下肢拉动着全身都往下沉。感觉始终都挣脱不了这只无形的大手。是什么原因导致人体在水中有如此现象的发生？人体在水中为什么会沉？怎样有效抑制下沉？下沉能否唯游泳所利用？

1 为什么会沉

1.1 骨密度值

不难发现不同人游泳时，年龄越小或越长人群在水中的身体位置都普遍较高，感觉他们都游得好轻松？似乎下沉与他们毫不相关。而成年人在水中要飘起来那么一丁点儿，需要使出浑身力气，更加直白地讲应该叫拼命挣扎。下面试图从这类人群的身体成分来寻求答案。

图1 人的成长图

从图1不难发现，在年幼和年长时需要借力才能够完成站立，其关键因素是人体骨密度值的变化所致。骨密度是骨骼强度的一个重要指标。有资料记载对50-65岁妇女桡骨远端进行测量时发现：其骨密度含量下降率为每年0.0118g/cm3/年。［1］相关学者对人体第2—4腰椎骨密度的测量研究发现：男性为1.228g/cm3，而女性为1.197g/cm3。人体骨密度峰值男性在20-24岁，女性在30-34岁，35-40岁以后骨密度含量出现逐渐下降趋势。［2］因此，从骨密度值及其变化规律得出，下沉越厉害，其表明骨骼越健壮。

1.2 体脂百分比

研究表明：人的肌肉密度均值为1.06 g/cm3，而脂肪密度在0.9g/cm3左右。如果人体在水中始终沉不下去，在一定程度上表明肌肉含量低，或者脂肪含量高。并且，一般来讲，20-30岁的时候肌肉量最多，40-50岁以后开始减少，60岁之后急剧下降。所以，下沉越厉害，表明肌肉含量越高，机体体脂百分比低。而人体罹患脑溢血、高血压、糖尿病、痛风等等疾病的风险低。因此，从人体成分角度分析，大家还是希望在水中都是下沉的吧。因为这一沉代表着您有足够的肌肉量和健壮的骨骼，也代表着您拥有一个健康并且年轻的身体。因此，下沉对大家来说应该是件很开心的事。

1.3 密度关系

大家是否还有这种感觉——每当你想换气的时候就要下沉？而不换气还不下沉。众所周知，水的密度通常被认定为1g/cm3，经研究人体密度值为 0.96—1.05g/cm3。［3］到底是什么原因导致人体密度有如此大的变化呢？其实这与我们的一个特殊器官联系紧密——那就是肺部。大家都知道空气密度很小，小到几乎可以忽略不计，平均密度为0.001293g/cm3，因此呼吸毋庸置疑会改变人体的密度值。最大吸气后人体密度无限接近于0.96g/cm3，此时人体密度小于1，在水中会呈现漂浮的状态，运动方向为向上；而当人体充分呼气后密度接近于1.05g/cm3，此时人体向下沉。那么人体有没有可能悬浮呢？只要当人体密度等于1时，人体会处于悬浮状态，但这只是一种理想状态。人体呼吸与沉浮关系如表1所示。

表1 呼吸与人体沉浮关系

1.4 浮力角度

根据游泳姿势的特性，在游进过程中身体某一部分不可避免会露出水面（如蛙泳时的头部；爬泳、仰泳和蝶泳的头部以及手臂）。依据阿基米德对浮力定义可知（每一个浸在液体里的物体都要受到垂直向上的浮力作用，而浮力的大小等于该物体排开同体积液体的重量）：每次肢体离开水面都会导致身体所排开的水的体积减小，因此人体的浮力减小不可避免。所以，从浮力的角度得出，游泳过程中下沉是正常现象，24个世纪以前就被发现了。

1.5 重浮心原理角度

人体浸入水中时，在竖直方向上受到两个力的作用：一个是重力，一个是浮力。重力向下，而浮力向上。因此，人体浸入水中时有浮心和重心的存在。由于人体下肢肌肉与骨骼含量高，其重心靠近髋关节附近，而上体由于有肺部的存在，浮心位于腹部附近。当人体重浮心未在同一位置时，人体向下沉是自然现象。如图2所示。人体在采用蝶、仰、蛙、自四种泳姿中的任何一种向前游进的过程中，手臂不可避免或多或少会向后移动，此时人体重心靠后，浮心靠前；重浮心未重合，身体下沉实属正常现象。

图2 人体重浮心原理图

综上所述，人体在游泳抬头换气时身体下沉是由于抬头时已将气体全部呼出，而导致人体密度大于1，并且此时浮力减少以及重心靠后所导致的。是游泳时必须要经历的一个技术环节，因此在游进过程中身体下沉是一种自然现象，并且符合科学规律的。

2 怎样抑制下沉？

综合人体骨密度值、体脂百分比、呼吸、浮力以及重浮心原理五个角度所述，人体在水中游泳时下沉实属正常现象，因此大家应正确面对。然而，虽说下沉现象符合自然规律，但从上述下沉原因可总结出具有针对性的解决方案，以有效降低身体下沉幅度。只要做足以下3点即可让轻松游泳伴随你我。

2.1 根据重浮心原理

手臂前伸动作应尽量伸展，比如游蛙泳时：手臂前伸应充分，同时伸肩伸背；划臂时，采用向后移动距离较短的小划臂技术。［4］重浮心影响人体沉浮关系我们可以通过一个小的实验来展现：大家看这个人体模型，当人体将手位于体测时，重心靠后，浮心靠前，人体处于下沉状态，而当手臂前伸时腿会随着手臂的前伸逐渐飘起来。原因在于随着手臂的前伸，重心也将前移，当重心与浮心重合时，人体就处于一种与水面平行的平衡状态，这就是从重浮心角度分析的下沉现象。

图3 手臂与身体位置关系图

2.2 依据浮力定义

为减小浮力损失过大，空中移臂的泳式技术中，应缩短空中移臂的时耗；根据呼吸原理：在抬头换气泳式中头不应抬得过高，换气时间不应过长。

2.3 应充分吸气，提升肺活量

根据人体在水中的浮力公式计算：人体在水中每增加1000ml体积，将可多托起1公斤的体重，而每多吸1000ml空气，能够多托起人体22.05公斤的体重。（1.05×（V排-1000ml）g=ρ水gV排（人体密度以1.05g/cm3计算））因此，增加肺活量能够有效减少下沉幅度。

3 如何利用下沉？

任何事情兼具两面性，下沉也不例外，虽然身体下沉属于正常现象，并且碍了初学者学习进程；但是如果能够合理运用下沉，也将促成高效泳姿的形成。下面分析人体从下沉中获得的三个益处。

3.1 是获得升力推进力

大家回想下飞机起飞时的情景：不难发现无论飞机在跑道上速度多快，只有它将机头拉起时，飞机才能飞离地面。人体游进时的体位犹如飞机起飞瞬间。腿部适度下沉，采用头高腿低的身体位置向前游进时，近水面会形成低压区，深水面形成高压区，水流从高压区流向低压区时升力推进力便形成了。因此，腿部适度下沉可获得升力推进力。如图4所示。

图4 升力推进力获得示意图

3.2 下沉还可以有效减小波浪阻力

人体在水中游进过程其实就是一个减阻过程，而其中波浪阻力占到全部阻力的36%。人体在游进过程中水面的波浪阻力最大，水越深波浪阻力越小，因此适度下沉可以减小前进时的波浪阻力。

3.3 下沉还能获得阻力推进力

人体在水中游进的过程同时也是一个对抗阻力与利用阻力的过程：首先，水下30厘米处水流速度明显减慢，腿部下沉可减少推水和打水打空的现象，为四肢推进身体前进提供更多静力水的固定支撑。如果腿部过高，在做打水或蹬腿动作时犹如下坡路骑自行车，脚踏踏空不可避免。其次，根据牛顿第三定律对作用力与反作用力的定义指出：作用力与反作用力是方向相反，大小相等的两对力；以及游进速度与阻力平方成反比。腿部下沉，才可以获得前进时的身体投影面积。游进阻力才会增加，才能构成推动身体前进的反作用力，进而产生阻力推进力。

本研究本着理论指导实践，从自然现象和科学规律角度说明了游泳过程中下沉实属普遍现象。旨在让大家从身体和心理角度冷静、沉着面对游泳时的下沉现象；正确、勇于接受下沉事实。让沉着“泳”对铭记于心。