楊 虎

下沉是導致畏懼游泳，溺水，遠離游泳的首要原因。初學者在首次接觸游泳時感覺最明顯的就是下沉，最為顯著的則是下肢，然后下肢拉動著全身都往下沉。感覺始終都掙脫不了這只無形的大手。是什么原因導致人體在水中有如此現(xiàn)象的發(fā)生？人體在水中為什么會沉？怎樣有效抑制下沉？下沉能否唯游泳所利用？

1 為什么會沉

1.1 骨密度值

不難發(fā)現(xiàn)不同人游泳時，年齡越小或越長人群在水中的身體位置都普遍較高，感覺他們都游得好輕松？似乎下沉與他們毫不相關。而成年人在水中要飄起來那么一丁點兒，需要使出渾身力氣，更加直白地講應該叫拼命掙扎。下面試圖從這類人群的身體成分來尋求答案。

圖1 人的成長圖

從圖1不難發(fā)現(xiàn)，在年幼和年長時需要借力才能夠完成站立，其關鍵因素是人體骨密度值的變化所致。骨密度是骨骼強度的一個重要指標。有資料記載對50-65歲婦女橈骨遠端進行測量時發(fā)現(xiàn)：其骨密度含量下降率為每年0.0118g/cm3/年。［1］相關學者對人體第2—4腰椎骨密度的測量研究發(fā)現(xiàn)：男性為1.228g/cm3，而女性為1.197g/cm3。人體骨密度峰值男性在20-24歲，女性在30-34歲，35-40歲以后骨密度含量出現(xiàn)逐漸下降趨勢。［2］因此，從骨密度值及其變化規(guī)律得出，下沉越厲害，其表明骨骼越健壯。

1.2 體脂百分比

研究表明：人的肌肉密度均值為1.06 g/cm3，而脂肪密度在0.9g/cm3左右。如果人體在水中始終沉不下去，在一定程度上表明肌肉含量低，或者脂肪含量高。并且，一般來講，20-30歲的時候肌肉量最多，40-50歲以后開始減少，60歲之后急劇下降。所以，下沉越厲害，表明肌肉含量越高，機體體脂百分比低。而人體罹患腦溢血、高血壓、糖尿病、痛風等等疾病的風險低。因此，從人體成分角度分析，大家還是希望在水中都是下沉的吧。因為這一沉代表著您有足夠的肌肉量和健壯的骨骼，也代表著您擁有一個健康并且年輕的身體。因此，下沉對大家來說應該是件很開心的事。

1.3 密度關系

大家是否還有這種感覺——每當你想換氣的時候就要下沉？而不換氣還不下沉。眾所周知，水的密度通常被認定為1g/cm3，經研究人體密度值為 0.96—1.05g/cm3。［3］到底是什么原因導致人體密度有如此大的變化呢？其實這與我們的一個特殊器官聯(lián)系緊密——那就是肺部。大家都知道空氣密度很小，小到幾乎可以忽略不計，平均密度為0.001293g/cm3，因此呼吸毋庸置疑會改變人體的密度值。最大吸氣后人體密度無限接近于0.96g/cm3，此時人體密度小于1，在水中會呈現(xiàn)漂浮的狀態(tài)，運動方向為向上；而當人體充分呼氣后密度接近于1.05g/cm3，此時人體向下沉。那么人體有沒有可能懸浮呢？只要當人體密度等于1時，人體會處于懸浮狀態(tài)，但這只是一種理想狀態(tài)。人體呼吸與沉浮關系如表1所示。

表1 呼吸與人體沉浮關系

1.4 浮力角度

根據游泳姿勢的特性，在游進過程中身體某一部分不可避免會露出水面（如蛙泳時的頭部；爬泳、仰泳和蝶泳的頭部以及手臂）。依據阿基米德對浮力定義可知（每一個浸在液體里的物體都要受到垂直向上的浮力作用，而浮力的大小等于該物體排開同體積液體的重量）：每次肢體離開水面都會導致身體所排開的水的體積減小，因此人體的浮力減小不可避免。所以，從浮力的角度得出，游泳過程中下沉是正?，F(xiàn)象，24個世紀以前就被發(fā)現(xiàn)了。

1.5 重浮心原理角度

人體浸入水中時，在豎直方向上受到兩個力的作用：一個是重力，一個是浮力。重力向下，而浮力向上。因此，人體浸入水中時有浮心和重心的存在。由于人體下肢肌肉與骨骼含量高，其重心靠近髖關節(jié)附近，而上體由于有肺部的存在，浮心位于腹部附近。當人體重浮心未在同一位置時，人體向下沉是自然現(xiàn)象。如圖2所示。人體在采用蝶、仰、蛙、自四種泳姿中的任何一種向前游進的過程中，手臂不可避免或多或少會向后移動，此時人體重心靠后，浮心靠前；重浮心未重合，身體下沉實屬正?，F(xiàn)象。

圖2 人體重浮心原理圖

綜上所述，人體在游泳抬頭換氣時身體下沉是由于抬頭時已將氣體全部呼出，而導致人體密度大于1，并且此時浮力減少以及重心靠后所導致的。是游泳時必須要經歷的一個技術環(huán)節(jié)，因此在游進過程中身體下沉是一種自然現(xiàn)象，并且符合科學規(guī)律的。

2 怎樣抑制下沉？

綜合人體骨密度值、體脂百分比、呼吸、浮力以及重浮心原理五個角度所述，人體在水中游泳時下沉實屬正?，F(xiàn)象，因此大家應正確面對。然而，雖說下沉現(xiàn)象符合自然規(guī)律，但從上述下沉原因可總結出具有針對性的解決方案，以有效降低身體下沉幅度。只要做足以下3點即可讓輕松游泳伴隨你我。

2.1 根據重浮心原理

手臂前伸動作應盡量伸展，比如游蛙泳時：手臂前伸應充分，同時伸肩伸背；劃臂時，采用向后移動距離較短的小劃臂技術。［4］重浮心影響人體沉浮關系我們可以通過一個小的實驗來展現(xiàn)：大家看這個人體模型，當人體將手位于體測時，重心靠后，浮心靠前，人體處于下沉狀態(tài)，而當手臂前伸時腿會隨著手臂的前伸逐漸飄起來。原因在于隨著手臂的前伸，重心也將前移，當重心與浮心重合時，人體就處于一種與水面平行的平衡狀態(tài)，這就是從重浮心角度分析的下沉現(xiàn)象。

圖3 手臂與身體位置關系圖

2.2 依據浮力定義

為減小浮力損失過大，空中移臂的泳式技術中，應縮短空中移臂的時耗；根據呼吸原理：在抬頭換氣泳式中頭不應抬得過高，換氣時間不應過長。

2.3 應充分吸氣，提升肺活量

根據人體在水中的浮力公式計算：人體在水中每增加1000ml體積，將可多托起1公斤的體重，而每多吸1000ml空氣，能夠多托起人體22.05公斤的體重。（1.05×（V排-1000ml）g=ρ水gV排（人體密度以1.05g/cm3計算））因此，增加肺活量能夠有效減少下沉幅度。

3 如何利用下沉？

任何事情兼具兩面性，下沉也不例外，雖然身體下沉屬于正常現(xiàn)象，并且礙了初學者學習進程；但是如果能夠合理運用下沉，也將促成高效泳姿的形成。下面分析人體從下沉中獲得的三個益處。

3.1 是獲得升力推進力

大家回想下飛機起飛時的情景：不難發(fā)現(xiàn)無論飛機在跑道上速度多快，只有它將機頭拉起時，飛機才能飛離地面。人體游進時的體位猶如飛機起飛瞬間。腿部適度下沉，采用頭高腿低的身體位置向前游進時，近水面會形成低壓區(qū)，深水面形成高壓區(qū)，水流從高壓區(qū)流向低壓區(qū)時升力推進力便形成了。因此，腿部適度下沉可獲得升力推進力。如圖4所示。

圖4 升力推進力獲得示意圖

3.2 下沉還可以有效減小波浪阻力

人體在水中游進過程其實就是一個減阻過程，而其中波浪阻力占到全部阻力的36%。人體在游進過程中水面的波浪阻力最大，水越深波浪阻力越小，因此適度下沉可以減小前進時的波浪阻力。

3.3 下沉還能獲得阻力推進力

人體在水中游進的過程同時也是一個對抗阻力與利用阻力的過程：首先，水下30厘米處水流速度明顯減慢，腿部下沉可減少推水和打水打空的現(xiàn)象，為四肢推進身體前進提供更多靜力水的固定支撐。如果腿部過高，在做打水或蹬腿動作時猶如下坡路騎自行車，腳踏踏空不可避免。其次，根據牛頓第三定律對作用力與反作用力的定義指出：作用力與反作用力是方向相反，大小相等的兩對力；以及游進速度與阻力平方成反比。腿部下沉，才可以獲得前進時的身體投影面積。游進阻力才會增加，才能構成推動身體前進的反作用力，進而產生阻力推進力。

本研究本著理論指導實踐，從自然現(xiàn)象和科學規(guī)律角度說明了游泳過程中下沉實屬普遍現(xiàn)象。旨在讓大家從身體和心理角度冷靜、沉著面對游泳時的下沉現(xiàn)象；正確、勇于接受下沉事實。讓沉著“泳”對銘記于心。