om du är en ganska observant simmare kanske du har märkt att din kropp tenderar att motstå att stanna under vattnet medan du försöker glida genom djupet. Detta kan vara något irriterande, särskilt om du tänker finslipa på dina undervattenssimfärdigheter. Så varför händer det ens i första hand?
anledningen till att du alltid flyter när du försöker simma under vattnet är att du är positivt flytande. Din kropp väger mindre än vattnet som den förskjuter, vilket gör att din kropp stiger när du simmar under vattenytan. Detta positiva flytfenomen kan hänföras till din kroppssammansättning.
positiv flytkraft kan vara lite av ett knepigt koncept för att förstå om du går på fel sätt. Nedan kommer vi att bryta ner begreppet positiv flytkraft steg för steg så att du kan få en grundlig förståelse för varför din kropp inte verkar stanna under vattnet. Läs till slutet för att upptäcka några snygga knep om hur du motverkar din positiva flytkraft och håller dig under vattenytan.
Varför din naturliga flytkraft gör att du flyter under vattnet
varje objekt i världen har en naturlig flytkraft, från stenar till segelbåtar till människor. Som en snabb påminnelse hänvisar flytkraft till ett objekts naturliga benägenhet att flyta—eller sjunka för den delen—när det är helt eller delvis nedsänkt i en vätska (källa).
när tidiga forskare försökte fastställa exakt varför vissa föremål flyter och andra föremål sjunker, var de helt förlorade. Det var inte förrän en grekisk fysiker vid namn Archimedes kom på en banbrytande uppenbarelse att människor äntligen kunde förstå varför vissa föremål flyter och varför vissa föremål sjunker.
denna upptäckt blev senare känd som Archimedes princip. För att förstå varför du flyter medan du simmar under vattnet måste vi först ta en omväg och lära oss grunderna bakom denna princip.
kort förklaring av Archimedes princip
har du någonsin lättat dig i ett varmt bad och märkt att vattennivån stiger när du slinked längre in i vattnet? Om du har, har du upplevt förstahands vad som gick igenom Archimedes sinne när han avslöjade sin banbrytande vetenskapliga upptäckt.
ökningen av vattennivån visade att nedsänkta föremål förskjuter en viss mängd vatten. I slutändan är mängden vatten som ett föremål har förskjutit nyckeln till om objektet kommer att sjunka eller flyta under vattnet.
vi kan sammanfatta Archimedes resultat med följande uttalande:
varje föremål helt eller delvis nedsänkt i vätska upplever en uppåtgående flytande kraft. Denna flytande kraft motsvarar vikten av vätskan som har förskjutits av föremålet i fråga.
enkelt uttryckt, ju mer vatten som har förskjutits av ett föremål, desto starkare är den uppåtgående flytande kraften. Det är dock viktigt att notera att ett objekts volym inte är den enda avgörande faktorn för dess förmåga att flyta.
massa är lika viktigt att tänka på när man bestämmer flytkraft. Lyckligtvis kan vi förenkla ett objekts massa och volym till ett kvantifierbart numeriskt mått: densitet.
hur densitet spelar in i Archimedes princip
minns att densitet bara är mängden massa som något har jämfört med dess volym. Till exempel anses en bowlingboll vara hög densitet eftersom den är full av material. Däremot anses en basket vara låg densitet eftersom den är ihålig och mestadels upptagen av luft.
anledningen till att densitet är en så viktig komponent för Archimedes princip är att ett objekts densitet dikterar om den nedåtgående gravitationskraften eller den uppåtgående flytande kraften kommer att råda. Oavsett vilken kraft som vinner är det som bestämmer om ett objekt kommer att sjunka eller flyta.
gå tillbaka till bowlingbollen kontra basket exempel, Du kan se logiken bakom varför en boll flyter och den andra bollen sjunker genom att titta på tabellen nedan:
| Bolltyp | sjunka eller flyta? | hög densitet eller låg densitet? | väger mer eller mindre än förskjuten vätska? |
| bowlingklot | sänkor | hög densitet | väger mer än förskjuten vätska |
| Basket | flyter | låg densitet | väger mindre än förskjuten vätska |
många människor är under missuppfattningen att förmågan att flyta i vatten bara har att göra med vikt. Detta är helt falskt.
om flotation bara handlade om vikt, skulle det vara svårt att förklara varför ett kryssningsfartyg som väger in på 200 000 bruttoton kan flyta på vattnet medan en lätt bärbar dator inte kan. Kort sagt, densitet är kung när man bestämmer ett objekts förmåga att flyta eller sjunka, inte vikt.
för att bättre förstärka koncept du just har lärt dig, kolla in följande klipp på Archimedes princip:
hur dessa begrepp relaterar till dina Flotationsproblem
nu när du förstår begreppen bakom naturlig flytkraft, Archimedes princip och objekttäthet är det dags att hoppa tillbaka till huvudämnet till hands.
i slutändan flyter din kropp under vattnet eftersom din kropp är mindre tät än den förskjutna vätskan. Med den mängd utrymme som din kropp tar upp under vattnet har din kropp inte tillräckligt med massa för att tynga dig. Det är därför den uppåtgående flytande kraften kan vinna mot tyngdkraften.
andra människor som vanligtvis inte flyter när de simmar under vattnet har en annan flytkraft än dig. Snarare än att vara positivt flytande tenderar de i allmänhet att ha en neutral flytkraft något under vattenytan.
det finns dock sällsynta undantag där en person kan vara negativt flytande. Under dessa omständigheter kan personen inte flyta på vattenytan alls.
du kan lära dig mer om ämnet negativ flytkraft när det gäller människor genom att läsa igenom varför kan inte vissa människor flyta? (Allt du behöver veta!).
faktorer som gör det möjligt för människor att vara positivt flytande
så nu tänker du förmodligen på dig själv, ”Varför har min kropp inte tillräckligt med massa för att tynga mig under vattnet?”Svaret på denna fråga ligger i din kroppssammansättning.
inga två personer har samma kroppsmakeup. Vi kan alla bestå av samma allmänna delar, men dessa delar skiljer sig på många sätt från person till person, särskilt när det gäller tre specifika komponenter i kroppssammansättningen:
- kroppsfettprocent
- muskelmassa procent
- bentäthet
hög kroppsfettprocent
en persons kroppsfettprocent är en signifikant faktor när det gäller naturliga flytnivåer. Anledningen är att kroppsfett är mindre tät än vatten. För att ge dig några siffror är den genomsnittliga densiteten av kroppsfett 0,9 g/mL, medan densiteten av vatten är 1,0 g/mL (källa).
således, ju mer kroppsfett en person har, desto mer benägna att flotation kommer de att vara. Men om kroppsfettprocenten hålls till ett normalt intervall är det mycket mindre troligt att det är positivt flytande.
låg muskelmassa procent
nästa komponent i kroppssammansättning som påverkar flytkraft nivå är mängden muskel en individ har på sin kropp. Till skillnad från kroppsfett är muskeln tätare än vatten, med ett genomsnittligt densitetsvärde på 1, 1 g/mL jämfört med 1, 0 g/mL (källa).
vid första anblicken kan en skillnad på bara 0,1 g/mL tyckas vara ganska trivial. Men eftersom det finns en så stor grad av muskler som finns över hela kroppen, kan denna till synes obetydliga avvikelse faktiskt vara grundorsaken till om en person flyter eller sjunker.
av denna anledning tenderar individer som inte bär en stor mängd muskler på sina kroppar att flyta under vattnet.
låg bentäthet
den tredje och sista kroppssammansättningsvariabeln vi kommer att analysera är bentäthet. Bentätheten kan fluktuera markant hos individer, eftersom bentätheten kan påverkas av en mängd faktorer, såsom (källa):
- ålder
- kalciumförbrukning
- kön
- fysisk aktivitet
- vitaminintag
bentäthet kan vara svårt för forskare att kvantifiera, så de mäter vanligtvis benmineraldensiteten (BMD) för att uppskatta bentätheten. Litteraturen har visat att benmineraldensitetsvärdena varierar signifikant även mellan könen.
enligt litteraturen har män en benmineraltäthet på 3,88 g/cm2 medan kvinnor har en benmineraltäthet på 2,90 g/cm2 (källa). Om du tänker på det, det är ganska skillnaden!
med så hög variation i bentäthet är det inte konstigt att detta är en så framträdande faktor i naturlig flytkraft. De med låga bendensiteter står sannolikt inför samma problem som du står inför nu med att stanna under vattnet eftersom det inte finns tillräckligt med benmassa för att motverka den uppåtgående flytande kraften.
enkla knep för att stanna under vattnet medan du simmar
omkonfigurering av din kroppssammansättning kan ta veckor, månader eller till och med år för att få den till en punkt där du enkelt kan förbli under vattnet. Även om du tar dig tid att omkonfigurera din kroppssammansättning är verkligen ett alternativ, finns det andra kortsiktiga korrigeringar som du bör utforska åtminstone.
Töm ut mer luft från dina lungor
ett enkelt knep för att stanna under vattnet är att andas mer luft ut ur dina lungor när du simmar.
eventuellt överskott av luft i dina lungor kommer att orsaka att bröstkaviteten expanderar och förskjuter mer vatten. Som tidigare nämnts, ju mer vatten som har förskjutits, desto större är den uppåtgående flytande kraften. Om du vill stanna under vattenytan är detta uppenbarligen en övning du vill undvika.
Plus, att fylla dig själv med luft kommer att sänka kroppens totala densitet något. Denna till synes mindre minskning av kroppstätheten kan vara tillräcklig för att få din kropp att stiga i vattnet.
av dessa skäl bör du försöka driva bortom din normala utandningströskel och se om det löser detta problem.
som en sidoanteckning bör du veta att denna teknik kommer med en avvägning. Eftersom du håller mindre luft i lungorna kommer du inte att kunna stanna under vattnet så länge du normalt skulle göra det. Bristen på syre kommer att ta sin vägtull, och du måste dyka upp igen oftare.
om du inte har något intresse av att hantera denna avvägning kanske du vill överväga en mer bekväm fix, till exempel den vi kommer att diskutera nästa.
sätt på ett Fridykningsviktbälte
att uppnå neutral flytkraft är avgörande för fridykare som vill glida fritt under vattnet utan att hindras av sin naturliga flytkraft. Positivt flytande fria dykare som vill göra sig av med de personliga flytbegränsningarna bär ofta ett viktbälte för att kompensera för deras låga kroppstäthet.
lyckligtvis kan du implementera samma taktik för att uppnå neutral flytkraft för dig själv. Strapping på ett fridykningsbälte som är utrustat med vikter gör att du kan övervinna alla hinder som presenteras av din kroppssammansättning.
när lämplig vikt är fäst kan du glida under vattnet utan att din kropp vill flyta eller sjunka. Din kropp kommer att svara på dina simningsslag och inte mycket annat.
naturligtvis kommer denna strategi till en ekonomisk kostnad, i motsats till den tidigare taktiken. Om du är nyfiken på priserna för ett gratis dykbälte, kolla in Riffe Rubber Weight Belt på Amazon. Detta bälte har alla funktioner du behöver för en smidig undervattensbad, som snabb avskiljbarhet, en justerbar lås och en gummistruktur som låser vikter på plats.
simma längre ner där trycket är högre
det sista tricket för att stanna under vattnet är att simma djupare i vattnet. Vid dessa lägre djup är vattentrycket mycket högre. Detta extra tryck komprimerar luften i lungorna, så att bröstkaviteten inte förskjuter så mycket vatten som det normalt skulle göra.
genom att minska mängden vatten som förskjuts minskar du också mängden vatten som bidrar till den uppåtgående flytande kraften. Detta gör att du är lite mindre benägen att flyta när du simmar under vattnet.
tyvärr finns det också nackdelar med denna metod, nämligen överskott av sinustryck. Precis som vattentrycket bär ner dina lungor, bär det också ner på dina bihålor, vilket kan leda till extrema känslor av obehag. Detta obehag kan till och med nå en punkt där det helt enkelt inte är värt att simma under vattnet längre.
så om du kan hantera sinus trycket, med alla medel, prova denna strategi! Vet bara att detta trick inte är gjord för alla.