人为何能学会游泳

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  • 关键字:游泳,陆地动物,人类
  • 发布时间:2022-03-25 15:29

  为什么很多陆地动物天生会游泳,而人类却不能

  很多陆地动物在游泳这项技能上有天生的本能,原因是它们大多是四足动物。对于用四肢行走的动物来说,它们游泳不需要变换姿势,和在陆地上行走时姿态基本一样。而且它们鼻孔的位置又比较高,只要稍微抬起头,鼻孔就能探出水面呼吸,游泳也就自然变得非常容易。比如狗或马的“狗刨”式游泳,虽然算不上有效或优雅的游泳动作,但足以让它们过河,可让人类以直立行走的方式在水中游泳是行不通的。如果你见过一个完全不会游泳的人掉进水里,他们几乎都是以直立的方式处理水:在水中上下晃动一阵后,他们开始下沉,如果没人搭救,就会成为遇难者。相比动物而言,人类需要学会在水中保持水平,这就需要学会适应脸部被淹没的状态。人类需要学会如何在水中控制呼吸,掌握游泳时特殊的呼吸模式。如果没有呼吸控制,人类能做的就是抬头游泳,这对于双足直立的人类来说,是最没有效率的游泳方式之一。但即使是这种方式,人类也必须将身体置于更水平的位置,否则就会溺水。从物理学的角度来说,游泳时最重要的就是浮力,而为了让身体获得更大的浮力,就必须增大与水面的接触面积。

  人类的手脚又是从身体的两侧和正下方长出来的,这就意味着,如果要同时满足“漂起来”和“游得快”这两个条件,就必须学会把身体位置调整到水平状态和掌握适当的呼吸模式。总而言之,游泳不是人类与生俱来的技能。

  人为何可以学会游泳

  为什么会游泳的人在水中感到很自如?从人体的构成来看,人体虽然由骨头等密度远大于水的物质构成,却也有肠胃、肺等空腔,其中能储存一些空气,使得人体平均密度只有1.02克每立方厘米左右,比纯净的淡水稍微大一点(纯净水的密度是1克每立方厘米)。实际上自然水体或者游泳馆中的水,因为都有一定的悬浮物颗粒,水的密度还要比纯净的淡水稍微大一些,能达到1.005克每立方厘米左右。按照物理学中的阿基米德定律,一个物体在液体中都会受到或多或少的浮力作用,这个浮力的大小与物体排开液体所受到的重力相同,因此人体在水中所受到的浮力也遵循着这个定律,即人体进入水中的体积越多,受到的浮力就越大。由于人体的密度与水的密度相近,理论上只有人体几乎全部没入水中之后,才有可能形成身体所受的浮力与重力相平衡的状态。

  因为人的身体与水的密度差很小,所以人体受到的重力和浮力差并不是很大,人在水中不动也会缓慢地向下沉,而这时只要手脚稍微给点力,就会使人体受的合力大于或者等于重力,这就使人能悬浮或者漂浮在水面上。人能学会游泳则主要是掌握了对水施加作用力和在水中换气的能力。会游泳的人下水不慌乱,胳膊、腿的用力比较有节奏,能辅助人在水面游动,能更好地借助水的力量浮在水面上,使更多的身体部位长时间露出水面,因此不影响人的呼吸和换气。

  游泳有非常多的技巧,在此基础上可以将游泳方式划分为潜泳、蛙泳、自由泳、蝶泳、仰泳以及非正规的狗刨等。虽然游泳时人体在水中的运动方式不尽相同,但都是利用吸气和呼气的调节、四肢和头部的动作配合:一方面由于空气的密度远小于水,因此通过吸气和呼气来控制胸腔内的气体总量,达到上浮和下沉的目的;另一方面,对水体的表面进行拍打或者在水体内部进行划动,借此扰动水流方向,从而获得对身体的反作用力,实现身体向前运动。

  不会游泳的人落水时,为何越挣扎越容易溺水

  人在水中遇到危险的本能反应是:下肢在水下用力乱踩踏,这样无法产生更多垂直于人体重心的向上冲力,原本漂浮就可能变成下沉状态。溺水时,人为了自身安全,上肢用力拍打水面,想尽可能地让上半身多露出水面,这样的操作也是错误的。因为水对人体产生的浮力会随着排开液体的体积而增大,人溺水时把头和上肢露出水面,水对人产生的浮力比之前更小,人在这种不稳定状态下,上浮下沉的幅度会变大,很难在水中找到漂浮的平衡点,所以更容易下沉。而且人在溺水的紧急关头,肾上腺素分泌增加,心跳加快,肌肉紧缩导致体积减小,整个人都处于紧绷的状态,而人体重量不变,所以人体密度会略微变大;并且在呼吸速度加快的情况下,肺部所容纳的空气量会更少,往往还会呛水,体内原本的空气被水替代,人体密度进一步变大,所以人在溺水后会沉入水中。

  为什么溺水者死后会上浮呢

  人沉入水底,死后尸体逐渐腐烂,体内的微生物对人体进行分解。由于人体胃部和肠道的细菌种类和数量非常多,分解产生的甲烷和硫化氢等气体会使尸体上半身肿胀,尸体的上半身由于容纳了大量的气体,导致整个上半身的密度小于水的密度,尸体就开始上浮。

  所以,我们经常看到新闻报道的水面浮尸,很多都是肚子或上半身露出水面,下半身浸入水中的状态。腐烂产生的气体先在胸腹部产生,最后才发展到下肢。如果是整具尸体都漂浮在水面上,那说明尸体早已高度腐烂了。

  【责任编辑】蒲晖

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