schwimmenpark

Deutsche Sporthochschule Köln
1. Semester
Benjamin Park
Matrikelnummer: 407823
Physikalische Aspekte im Schwimmsport
Archimedisches Prinzip:
„Die Auftriebskraft eines Körpers in einem Medium ist genau so groß, wie die Gewichtskraft des von
ihm verdrängten Medium“ ; das heißt, ein Körper wirkt im Wasser, trotz gleichbleibender Masse
leichter.
Taucht ein Körper ins Wasser, so ist der Druck, der auf seine Unterseite wirkt, zunächst größer als der
Druck auf die Oberseite. Um diesen Druckunterschied auszugleichen, bewegt sich der Körper bis zu
der Stelle aufwärts, an dem alle auf ihn wirkende Kräfte ausgeglichen sind.
Statischer Auftrieb:
Statischer Auftrieb ist eine Kraft, die der Schwerkraft entgegen wirkt.
Taucht ein Körper ins Wasser, so wird das Wasser verdrängt, woraufhin der Druck unterhalb des
Körpers erhöht wird. Dies hat zur Folge, dass der Körper nach oben gedrückt wird.
Dynamischer Auftrieb:
Wenn ein Schwimmer nicht parallel zur Wasseroberfläche gestreckt ist, sondern in einem Winkel
gegen die Bewegungsrichtung, entsteht bei Bewegung eine Kraft, die Dynamischer Auftrieb genannt
wird. Der Dynamische Auftrieb wirkt senkrecht nach oben zur Strömung und tritt nur bei Bewegung
auf. Durch den Dynamischen Auftrieb steigt der Schwimmer zwar in Richtung Oberfläche, wird jedoch
auch entsprechend langsamer, vergrößert sich der Winkel zwischen Schwimmer und
Wasseroberfläche.
Zustände in Abhängigkeit von Gewichts- und Auftriebskraft:
1. Sinken: ein Körper sinkt, wenn seine Gewichtskraft größer ist, als seine Auftriebskraft.
2. Schweben: ein Körper schwebt, wenn seine Gewichtskraft genau so groß ist, wie seine
Auftriebskraft; das heißt, er bleibt in Ruhe, bis andere Kräfte auf ihn einwirken.
3. Schwimmen: ein Körper schwimmt, wenn seine Gewichtskraft kleiner ist, als seine Auftriebskraft;
der Körper ragt teilweise aus dem Wasser heraus.
Volumenmittelpunkt / Körperschwerpunkt:
Der Körperschwerpunkt ist der Angriffspunkt der Schwerkraft; er liegt näher am Becken als der
Volumenmittelpunkt, welcher der Angriffspunkt für die Auftriebskraft ist und etwas mehr in Richtung
Kopf liegt.
Dadurch, dass der Körperschwerpunkt und der Volumenmittelpunkt nicht aufeinander liegen, wird ein
Drehmoment erreicht, wobei der Volumenmittelpunkt die Drehachse darstellt. Daraus folgt ein
Absinken der Beine bei waagerechter Körperlage im Wasser.
Wasserwiderstand / Widerstandsarten:
1. Reibungswiderstand: Als Reibungswiderstand werden Kräfte bezeichnet, die an der Oberfläche
des schwimmenden Körpers angreifen. Die Oberflächengröße des Körpers und die
Anströmgeschwindigkeit sind Faktoren, die den Reibungswiderstand beeinflussen.
2. Frontalwiderstand: Der Frontalwiderstand bezieht sich auf den Widerstand, der durch die
Projektionsfläche des Körpers gegeben ist. Je größer die Projektionsfläche, desto größer ist der
Frontalwiderstand.
3. Strömungswiderstand: aus dem Frontalwiderstand ergibt sich der Strömungswiderstand, da die
Strömung an der Vorderseite des Körpers gestaut wird. Daraus resultiert ein Überdruck,
verglichen mit den Druckverhältnissen der Umgebung, der Strömungswiderstand genannt wird.
4. Wasserwellenwiderstand: Da das Wasser durch die Bewegung der Schwimmer stets in Bewegung
ist, sind die Schwimmer Wasserwellen ausgesetzt. Der daraus resultierende Druck wird
Wasserwellenwiderstand genannt.
Hydrodynamischer Lift:
Wenn ein Schwimmer seine Hand in einer Art Ruderbewegung von Seite zu Seite oder von oben nach
unten bewegt, erreicht er eine vorwärts ziehende Lift-Wirkung.
Die Ruderbewegung erzeugen einen Druckunterschied, durch des das Wasser über den Handrücken
schneller fließt, als entlang der Handfläche.