Jednym z najczęstszych lęków osób po raz pierwszy przychodzących do mnie na naukę pływania jest strach przed gwałtownym opadnięciem ich ciała w wodzie, w której nie mają gruntu. Jakie jest ich zdziwienie, gdy okazuje się, że ciało zamiast opadać, często jest wręcz wypychane przez wodę ku powierzchni. Dzieje się tak dzięki fizyce i pływalności ludzkiego ciała.
To właśnie ona w dużej mierze sprawia, że człowiek może utrzymać się w wodzie i skutecznie się w niej poruszać. Oczywiście nie u każdego pływalność ciała jest taka sama. Jedni mają ją większą, inni mniejszą. A to z kolei może — choć nie musi — wpływać na szybkość uczenia się pływania.
Czym jest pływalność?
Najprościej mówiąc, pływalność określa zdolność ciała do unoszenia się w wodzie. Wynika ona przede wszystkim z relacji pomiędzy ciężarem naszego ciała a działającą na nie siłą wyporu.
Jeżeli średnia gęstość ciała jest mniejsza od gęstości wody, będzie ono miało tendencję do unoszenia się. Jeżeli jest większa — do opadania. U człowieka sytuacja jest o tyle ciekawa, że średnia gęstość ciała znajduje się stosunkowo blisko gęstości wody i zmienia się między innymi w zależności od ilości powietrza znajdującego się w płucach. Znaczenie ma również budowa ciała oraz różnice w gęstości i rozmieszczeniu poszczególnych tkanek.
Wszystko to wpływa nie tylko na to, jak łatwo utrzymujemy się przy powierzchni, ale również na ułożenie naszego ciała w wodzie. Dlatego podczas zajęć spotykam zarówno osoby, które po położeniu się na wodzie bez najmniejszego problemu utrzymują całe ciało blisko powierzchni, jak i takie, u których klatka piersiowa pozostaje wysoko, podczas gdy biodra i nogi zaczynają opadać. Dlaczego tak się dzieje, wyjaśnię dokładniej za chwilę.
Trochę fizyki — jakie siły działają na ciało w wodzie?
Na nieruchome ciało znajdujące się w wodzie działają przede wszystkim dwie przeciwstawne siły:
- siła ciężkości, skierowana pionowo w dół,
- siła wyporu, skierowana pionowo ku górze.
Siła ciężkości jest wynikiem działania grawitacji na masę naszego ciała. To ona sprawia, że na lądzie stoimy na podłożu, a pozbawione podparcia ciało spada.
Po wejściu do wody pojawia się jednak druga siła działająca w przeciwnym kierunku — siła wyporu. Jest ona skutkiem różnicy ciśnienia wody działającego na zanurzone ciało. Im głębiej, tym ciśnienie jest większe, dlatego na dolne części ciała woda wywiera większe ciśnienie niż na jego górne części. Wypadkowa tych sił jest skierowana ku górze i właśnie ją nazywamy siłą wyporu.
Zgodnie z prawem Archimedesa wartość siły wyporu jest równa ciężarowi wypartej przez ciało wody. Im większą objętość wody wypieramy, tym większa jest więc działająca na nas siła wyporu.
Wyobraźmy sobie osobę o masie 70 kilogramów. Aby siła wyporu równoważyła jej ciężar, zanurzona część ciała musi wyprzeć wodę o masie około 70 kilogramów. W słodkiej wodzie odpowiada to mniej więcej 70 litrom.
Jeżeli siła wyporu i ciężar się równoważą, ciało może pozostawać na tej samej głębokości. Jeżeli wypór przeważa, ciało przemieszcza się ku powierzchni. Jeżeli natomiast ciężar jest większy od siły wyporu, zaczyna ono opadać.
Bardzo łatwo można przekonać się o tym na własnym ciele. Kiedy spokojnie położymy się na wodzie i rozluźnimy ciało, woda zaczyna je podtrzymywać. Wypierana przez nas woda wytwarza siłę wyporu skierowaną ku górze, która równoważy ciężar ciała. Dzięki temu możemy utrzymywać się przy powierzchni bez wykonywania gwałtownych ruchów.
Na to, jak wysoko ciało utrzymuje się w wodzie, wpływa również oddech. Nabierając powietrza do płuc, zwiększamy objętość ciała praktycznie bez zwiększania jego masy. W efekcie zmniejsza się jego średnia gęstość i unosimy się nieco wyżej. Podczas wydechu objętość ciała stopniowo maleje, dlatego zanurzamy się głębiej. Natomiast po całkowitym wypuszceniu powietrza, różnica jest na tyle duża, że zaczynamy wyraźnie opadać.
To proste zjawisko łatwo zaobserwować podczas ćwiczeń i wykorzystać w nauce pływania. Pozwala ono poczuć, jak duży wpływ na pływalność i pozycję ciała w wodzie może mieć sam oddech.
Dlaczego jednym opadają nogi, a innym nie?
Sama pływalność nie tłumaczy jeszcze wszystkiego.
Dwie osoby mogą mieć podobną zdolność do utrzymywania się przy powierzchni, a mimo to po położeniu się na wodzie zachowywać się zupełnie inaczej. Jedna pozostanie niemal poziomo, podczas gdy u drugiej klatka piersiowa będzie znajdowała się wysoko, a biodra i nogi zaczną opadać.
Odpowiada za to między innymi wzajemne położenie środka ciężkości i środka wyporu.
Środek ciężkości możemy w uproszczeniu traktować jako punkt, w którym skupiona jest masa całego ciała i do którego przyłożona jest działająca pionowo w dół siła ciężkości. Jego położenie zależy więc od tego, jak masa jest rozmieszczona w naszym ciele. Środek wyporu jest natomiast punktem, w którym możemy przyjąć, że działa skierowana pionowo ku górze siła wyporu. Jego położenie zależy nie od rozmieszczenia masy, lecz od kształtu i objętości zanurzonej części ciała. Najprościej mówiąc, środek ciężkości związany jest więc z tym, gdzie znajduje się masa naszego ciała, a środek wyporu z tym, jak rozmieszczona jest jego zanurzona objętość.
Jeżeli linie działania tych dwóch sił nie pokrywają się, powstaje moment sił przechylający ciało. W praktyce często widzimy wtedy charakterystyczną sytuację: klatka piersiowa pozostaje blisko powierzchni, a biodra i nogi zaczynają opadać.
I właśnie tutaj pojawia się bardzo ważna różnica pomiędzy pływalnością a pozycją ciała. To, że ktoś nie tonie, nie oznacza jeszcze, że jego ciało będzie samo układało się poziomo.
Pozycja ciała też ma znaczenie
W pierwszych etapach nauki bardzo często obserwuję ten sam mechanizm. Osoba bojąca się zanurzenia twarzy próbuje utrzymywać głowę możliwie wysoko. Wydaje jej się, że w ten sposób zabezpiecza się przed zatonięciem. Efekt bywa odwrotny. Nadmierne unoszenie głowy powoduje obniżenie bioder i nóg, zwiększa powierzchnię czołową ciała i opór wody. Pływanie staje się wtedy bardziej męczące, mimo że sama pływalność człowieka przecież się nie zmieniła.
Kiedy uda się rozluźnić szyję, odpowiednio ułożyć głowę i przestać walczyć z wodą, ciało często niemal natychmiast układa się lepiej.
W pozycji pionowej sytuacja wygląda inaczej. Nawet osoba o dobrej naturalnej pływalności po zaprzestaniu ruchów może zanurzyć się na tyle głęboko, że jej usta znajdą się pod powierzchnią wody. Nie oznacza to, że tonie — jej ciało może nadal pozostawać w równowadze lub unosić się w wodzie, ale poziom, na którym się ustabilizuje, często nie pozwala na swobodne oddychanie.
O tym, jak głęboko ciało się zanurzy, decyduje przede wszystkim równowaga pomiędzy działającymi na siebie siłami. Ciało zanurza się do momentu, w którym siła wyporu zrówna się z jego ciężarem. Problem w tym, że w pozycji pionowej może nastąpić to dopiero wtedy, gdy usta znajdują się już pod powierzchnią wody. Aby utrzymać je nad wodą, konieczna jest wtedy dodatkowa siła skierowana ku górze.
Dlatego utrzymanie się w pionie z głową nad powierzchnią wymaga zazwyczaj dodatkowej pracy rąk i nóg. Dla osoby początkującej może być to znacznie trudniejsze niż spokojne leżenie na wodzie. Trzeba jednocześnie utrzymywać odpowiednią pozycję, wykonywać ruchy podtrzymujące ciało i kontrolować oddech. Jeżeli dochodzi do tego strach przed głęboką wodą, ruchy często stają się gwałtowne i mało skuteczne, a utrzymanie głowy nad powierzchnią wymaga jeszcze większego wysiłku.
Od czego zależy nasza pływalność?
Jednym z najważniejszych czynników jest budowa ciała. Poszczególne tkanki naszego organizmu mają różną gęstość. Tkanka tłuszczowa ma gęstość mniejszą od wody, natomiast mięśnie i kości — większą.
Osoba z większym udziałem tkanki tłuszczowej może więc mieć większą naturalną pływalność niż osoba bardzo szczupła i silnie umięśniona. Nie oznacza to jednak, że większa masa ciała automatycznie pomaga w unoszeniu się. Znacznie ważniejsza jest średnia gęstość całego ciała, czyli stosunek jego masy do objętości.
Dwie osoby o tej samej masie mogą więc zachowywać się w wodzie zupełnie inaczej. Jeżeli jedna z nich ma większy udział tkanki tłuszczowej, a druga większy udział tkanki mięśniowej, ich średnia gęstość będzie różna. Tkanka tłuszczowa ma gęstość mniejszą od wody, dlatego zwiększenie jej udziału obniża średnią gęstość całego ciała i zwykle poprawia jego pływalność. Tkanka mięśniowa ma natomiast gęstość większą od wody, dlatego duży udział masy mięśniowej może działać w przeciwnym kierunku.
Podobnie sama duża masa ciała nie oznacza, że człowiek będzie łatwiej tonął. Większe ciało ma zazwyczaj również większą objętość, a więc podczas zanurzenia wypiera więcej wody. Wraz ze wzrostem masy zwiększa się siła ciężkości, ale wraz ze wzrostem zanurzonej objętości zwiększa się również siła wyporu. O tym, która z tych sił będzie przeważała, decyduje więc nie sama liczba kilogramów, lecz przede wszystkim średnia gęstość ciała w stosunku do gęstości wody.
Dlatego cięższa osoba z większym udziałem tkanki tłuszczowej może utrzymywać się na powierzchni łatwiej niż znacznie lżejsza, ale bardzo szczupła i umięśniona.
Znaczenie ma również płeć. Statystycznie kobiety mają większy procentowy udział tkanki tłuszczowej, a jej rozmieszczenie jest inne niż u mężczyzn. Wpływa to nie tylko na średnią gęstość ciała, ale również na położenie środka ciężkości i środka wyporu. U kobiet oba te punkty znajdują się przeciętnie bliżej siebie, natomiast u mężczyzn odległość między nimi jest zazwyczaj większa.
W praktyce często obserwuję, że kobietom łatwiej jest utrzymać biodra i nogi blisko powierzchni, podczas gdy u części mężczyzn klatka piersiowa unosi się stosunkowo wysoko, a nogi wyraźnie opadają.
Nie jest to jednak reguła. Różnice pomiędzy konkretnymi osobami bywają znacznie większe niż przeciętne różnice pomiędzy kobietami i mężczyznami.
Duże znaczenie ma również ilość powietrza znajdującego się w płucach. Wdech zwiększa objętość ciała niemal bez zmiany jego masy, dlatego zazwyczaj unosimy się wtedy nieco wyżej. Podczas wydechu ciało stopniowo zanurza się głębiej.
Wpływ ma także rodzaj wody. Woda słona ma większą gęstość od słodkiej, dlatego w morzu łatwiej jest utrzymać się na powierzchni niż w basenie czy jeziorze. Skrajnym przykładem jest Morze Martwe, którego bardzo wysokie zasolenie sprawia, że człowiek unosi się wyjątkowo łatwo.
Czy dobra pływalność oznacza szybszą naukę pływania?
I tutaj odpowiedź nie jest już tak oczywista.
Dobra naturalna pływalność niewątpliwie może pomagać. Osoba, która bez większego wysiłku pozostaje blisko powierzchni, może łatwiej skoncentrować się na oddechu, prawidłowym ułożeniu ciała, pracy nóg, ruchach ramion, a później na ich koordynacji.
Osoba o mniejszej pływalności lub dużej tendencji do opadania nóg może potrzebować więcej czasu, aby nauczyć się odpowiednio układać i kontrolować swoje ciało.
Przez lata prowadzenia zajęć przekonałem się jednak, że sama pływalność bardzo rzadko przesądza o tempie nauki.
Można mieć świetne warunki fizyczne do unoszenia się na wodzie i jednocześnie bardzo się jej bać. Można też mieć stosunkowo niewielką naturalną pływalność, a dzięki dobremu czuciu własnego ciała, koordynacji i właściwej technice szybko nauczyć się sprawnie pływać.
Dlatego warto rozdzielić trzy rzeczy: pływalność, prawidłowe ułożenie ciała oraz umiejętność pływania.Są ze sobą związane, ale nie są tym samym.
Strach może mieć większe znaczenie niż pływalność
Wielokrotnie spotykam osoby, których ciało bardzo dobrze utrzymuje się przy powierzchni, a mimo to są przekonane, że gdy tylko znajdą się w miejscu, w którym nie mają gruntu pod nogami, natychmiast pójdą na dno.
Wtedy pojawia się napięcie. Ruchy stają się gwałtowne, oddech przyspiesza albo zostaje wstrzymany, a człowiek zaczyna walczyć z wodą.
I tu pojawia się pewien paradoks. Im bardziej ktoś próbuje za wszelką cenę utrzymać się na powierzchni, tym trudniej może być mu wykorzystać naturalne właściwości własnego ciała.
Dlatego w początkowym etapie nauki tak ważne jest poznanie tego, co dzieje się z naszym ciałem w wodzie. Co stanie się, kiedy nabiorę powietrza? Co, kiedy je wypuszczę? Jak zmieni się moje ułożenie, kiedy opuszczę głowę? Czy naprawdę zacznę gwałtownie tonąć, kiedy przestanę wykonywać nerwowe ruchy?
Dla osoby, która przez wiele lat była przekonana, że nie potrafi utrzymać się na wodzie, odpowiedzi na te pytania potrafią być zaskakujące.
Czy można poprawić pływalność?
Na naszą naturalną pływalność wpływają przede wszystkim cechy budowy ciała, których nie jesteśmy w stanie zmienić podczas nauki pływania. Nie możemy dowolnie zmienić proporcji, czy gęstości poszczególnych tkanek ani rozmieszczenia masy w naszym ciele. Możemy natomiast nauczyć się znacznie lepiej wykorzystywać pływalność, którą naturalnie posiadamy.
Pomagają w tym prawidłowe ułożenie głowy i bioder, spokojny oddech, ograniczenie niepotrzebnego napięcia mięśni, odpowiednia praca nóg, ćwiczenia równowagi oraz nauka swobodnej zmiany pozycji z poziomej na pionową i odwrotnie.
Pływalność może więc wpływać na szybkość uczenia się pływania, ale pozostaje tylko jednym z elementów całego procesu. Równie ważne są oswojenie z wodą, kontrola oddechu, koordynacja, ogólna sprawność ruchowa, sposób prowadzenia nauki, zaangażowanie ćwiczącego i regularność zajęć.
Najważniejsze jest zrozumienie, że woda nie jest środowiskiem, w którym nasze ciało automatycznie opada na dno. Działa na nie siła wyporu, która w wielu przypadkach pozwala mu utrzymywać się blisko powierzchni.
Nie musimy więc przez cały czas walczyć z wodą, żeby na niej pozostać. Musimy nauczyć się wykorzystywać właściwości własnego ciała oraz siły, które na nie działają. I często właśnie ten moment — kiedy człowiek po raz pierwszy naprawdę czuje, że woda może go podtrzymywać, zamiast stanowić zagrożenie — staje się jednym z najważniejszych kroków w nauce pływania.