Nurkowanie opory ruchu w wodzie

fizyka nurkowania

Duża gęstość wody, około 780 razy większa od powietrza, sprawia, że podczas nurkowania odczuwamy znaczne opory ruchu. Z efektem tym większość z nas miała już do czynienia w dzieciństwie, wszelkie próby biegania będąc zanurzonym np. do pasa kończyły się niepowodzeniem, opór był na tyle duży, że o biegu nie było mowy. Pod woda jest dokładnie tak samo, opór stawiany przez wodę wymusza określony sposób poruszania. Ważna jest prędkość poruszania oraz powierzchnia czołowa nurka.

Opory są tym większe im mniej opływową sylwetkę przyjmie nurek oraz im szybciej się porusza (opory wzrastają proporcjonalnie do kwadratu szybkości). Aby uniknąć nadmiernego zmęczenia i zadyszki pod wodą powinniśmy poruszać się w miarę możliwości powoli i nie wykonywać gwałtownych ruchów. Nasz sprzęt powinien być prawidłowo zmontowany tzn. nie powinien nadmiernie odstawać.

opory ruchu w wodzie
Pozioma pozycja w trakcie płynięcia ogranicza opory ruchu, pozycja na "konika morskiego" znacznie je zwiększa.

Ważnym aspektem jest powierzchnia czołowa nurka. Zależy ona od pozycji ciała w wodzie. Utrzymanie poziomej sylwetki znacznie tą powierzchnię ogranicza. Pływanie w pozycji konika morskiego zwiększa powierzchnię i co za tym idzie opory ruchu. W utrzymaniu poziomej sylwetki bardzo pomaga właściwe rozłożenie balastu - trymowanie, aspekt bardzo mocno podkreślany przez nurków technicznych zobacz (nurkowanie trym).

Siłę oporu hydrodynamicznego można przedstawić wzorem:

R = ½ * q * C * S * v² [N]

gdzie:
R - siła oporu hydrodynamicznego [N]
C - współczynnik kształtu
S - powierzchnia przekroju poprzecznego [m²]
q - gęstość cieczy, w której odbywa się ruch [kg/m³]
v - prędkość ciała względem cieczy [m/s]

Największy wpływ na opory ruchu w wodzie ma prędkość poruszania się, ponieważ jak widać ze wzoru, jest podniesiona do kwadratu. Nurkowanie należy prowadzić spokojnie i z rozwagą. Najlepszą metodą ograniczenia pracy wkładanej do poruszania się jest ograniczenia prędkości. Wzrost prędkości, zwiększa opory ruchu do kwadratu, na szczęście nurkowie posiadają pod wodą bardzo małą prędkość w stosunku np. do łodzi motorowej i ich opór jest znacznie mniejszy.

Prędkość nurka pod wodą wynosi od 5-20m/min, co daje 0,08-0,35m/s. Problem zaczyna się, kiedy w miarę krótkim czasie pragniemy pokonać większy odcinek, prędkości większe od 30m/min wymagają już dużego nakładu pracy płetw.

Stosowanie skuterów podwodnych w takich wypadkach wydaje się zasadne, tak postępują nurkowie jaskiniowi na Florydzie. Jaskinie, które penetrują są długie i aby spenetrować najdalsze odcinki, część rozpoznaną pokonać należy w jak najkrótszym czasie. Użycie skutera wymusza przyjęcie pozycji poziomej, z punktu widzenia hydrodynamiki, maksymalnie opływowej. To opory ruchu wody powodują przyjęcie takiej pozycji niejako automatycznie. Poruszamy się jak torpeda, równolegle do kierunku ruchu.