Om goud te winnen in Tokio, zwemmers moeten niet alleen ongelooflijke kracht genereren met hun armen en benen om zich door het water voort te stuwen; ze moeten daarbij ook de meedogenloze aantrekkingskracht van het water overwinnen.

Zonder in staat te zijn speciale pakken met lage weerstand aan te trekken of technologieën te gebruiken om hen te helpen over het water te vliegen, hoe kunnen zwemmers het effect van de weerstand van het water zo klein mogelijk maken?

De beste atleten op de Olympische Spelen van dit jaar zullen het doen door onder te zwemmen, in plaats van er bovenop, het water - tenminste voor zover de regels dat toelaten.

Golven zijn een belemmering

Water is veel dichter dan lucht, dus je zou kunnen aannemen dat zwemmers baat zouden hebben bij het gebruik van een techniek waarmee ze hoog in het water kunnen zitten, met zoveel mogelijk van hun lichaam uit het water.

Maar er zijn twee problemen met deze strategie.

Eerst, het kost energie om de krachten te produceren die nodig zijn om het lichaam op te tillen, die beter besteed zou kunnen worden aan het voortstuwen van de zwemmer naar de afwerkingsmuur.

Tweede, als we over het wateroppervlak reizen, verspillen we energie aan het maken van golven. Tijdens snelzwemmen, zoals in de sprint freestyle-evenementen of tijdens starts en bochten (waar snelheden hoger zijn dan 2 meter per seconde, of ongeveer 7 kilometer per uur), golfopwekking vertraagt ​​de zwemmer meer dan enige andere factor. Het verminderen van golfvorming is daarom essentieel voor zwemsucces.

Golven worden geproduceerd als de druk die door de zwemmer op het water wordt uitgeoefend, het water omhoog en uit hun pad dwingt. Andere drukveranderingen rond het lichaam van de zwemmer veroorzaken ook golven achter hen, en soms aan de kant.

De energie die nodig is om golven op te wekken komt van de zwemmer zelf, dus veel van de kracht die door de spieren van de zwemmer wordt gegenereerd, wordt gebruikt bij het genereren van golven in plaats van de zwemmer naar voren te bewegen.

Maar golven worden niet gevormd wanneer we (of vissen, dolfijnen of walvissen) onder water zwemmen, omdat golven alleen ontstaan ​​wanneer een object (zoals wij) beweegt op de grens tussen twee vloeistoffen met verschillende dichtheden, zoals water en lucht tijdens het zwemmen. En dit feit duidt op een intrigerende oplossing voor het slepen-probleem.

Een verandering in denken

Zwemmers hadden de voordelen van onder water blijven al vanaf de jaren vijftig opgemerkt.

Het schoolslagevenement was de oorzaak van grote controverse tijdens de Olympische Spelen van Melbourne in 1956, toen zwemmers experimenteerden met een groot deel van hun races onder water te blijven. De winnaar van de 200 meter heren, Masaru Furukawa uit Japan, zwom het grootste deel van de eerste drie ronden van de race van vier ronden onder water. Deze praktijk werd snel verboden na de spelen; zwemmers werden gedwongen naar de oppervlakte te komen voordat ze konden beginnen met zwemmen.

Maar de praktijk van onderwater zwemmen in freestyle (borstcrawl), vlinder- en rugslagevenementen gingen pas van start nadat zwemmers de "onderwater-golftechniek, " beter bekend als de dolfijn kick.

Hier, de zwemmer stuwt zichzelf onder water voort door het onderlichaam op een golfachtige manier te golven, terwijl hij een stijve en gestroomlijnde positie van het bovenlichaam behoudt met gestrekte armen boven het hoofd.

De amplitude van de golving van het onderlichaam neemt toe van de heupen naar de voeten, zodat de "golf" die door het lichaam wordt geproduceerd veel groter is naar de voeten toe, het creëren van een zweep-achtig effect. Dit duwt het water snel naar achteren, voortstuwen van de zwemmer naar voren volgens de wet van actie en reactie van Newton.

Met behulp van deze techniek, zwemmers op de rugslag behaalden vanaf de jaren tachtig een aanzienlijk voordeel, en vanaf de jaren negentig was het ook gebruikelijk in freestyle- en vlinderevenementen.

De techniek was zo effectief dat het zwembestuur, FIN, beperkte het gebruik ervan tot alleen het segment van 15 meter na starten en draaien. Zwemmers worden nu gediskwalificeerd als ze te ver onder water zwemmen.

Toch zijn de voordelen van het verbeteren van de golvingstechniek onder water zo groot dat zwemmers nog steeds uren per week trainen om dit deel van de wedstrijd te verbeteren.

Sleutels tot succes bij onderwaterzwemmen

Hoewel een voortdurende onderzoeksinspanning is gericht op het vinden van de optimale techniek voor verschillende zwemmers, een paar praktijken lijken vaak geassocieerd te worden met succes onder water.

Eerst, zwemmers die de volle 15 meter onder water blijven, hebben een snellere start, bochten en algemene racetijden. Dit effect is vooral sterk bij rugslaggebeurtenissen, en wanneer zwemmers het meeste halen uit de laatste bocht in een race (wanneer zwemmers meestal sneller naar boven komen omdat ze moe worden).

Tweede, dieper onder water blijven is belangrijk. Golfweerstand wordt iets verminderd door net onder het oppervlak te zwemmen, maar 40-60 centimeter onder water zwemmen kan de weerstand met 10-20% verminderen. En er zijn nog meer voordelen als je een meter of meer onder water zwemt, vooral wanneer de start- en afduwsnelheden snel zijn (zoals bij de meeste kortere races).

Derde, de beste zwemmers zullen waarschijnlijk een snellere trapfrequentie vertonen, hoewel elke trap niet groter is dan die van langzamere zwemmers. Vooral, een snelle extensie van de knie in de downbeat van de trap die optreedt aan het einde van de golfachtige beweging, kan de snellere van langzamere onderwaterzwemmers scheiden.

En tenslotte, hoewel het moeilijk te zien zal zijn in de onderwatercamera-opnamen op de Olympische Spelen, de voeten van de snellere onderwaterzwemmers kunnen naar binnen draaien tijdens de downbeat van de kick, in plaats van strak in lijn met het been te blijven. Door deze rotatie kunnen de bovenoppervlakken van de voeten horizontaal in de zwemrichting worden georiënteerd, net zoals de fluit (staart) van een dolfijn of walvis horizontaal ligt ten opzichte van hun zwemrichting, meer voortstuwing aan de voeten produceren.

Onderzeeër naar goud

Dus, op de Olympische Spelen van Tokio, zoek naar de zwemmers die zolang onder water blijven als toegestaan ​​in starts en bochten, en controleer de technieken die ze gebruiken wanneer de regisseur naar de onderwateropnamen snijdt.

De zwemmers die het meeste uit deze onderdelen van de race halen, kunnen zichzelf misschien naar Olympisch goud stuwen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.