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如何在空气中获得水?学习自然界的水中技巧

时间:2024-03-03 19:54:12/人气:340 ℃

作为地球上最高级的生命形态,人类从来都不是孤独的站在原地思考自己,我们探索自然被自然环抱,创造科技,从自然获取回馈,用科技预测未来,古往今来生生不息,人类——自然就这样探求着平衡之道。从动物身上获取灵感是因为人类发现很多动物拥有的天赋优于人类,"发现"在人类和动物之间搭了一座桥梁,这座桥梁叫仿生学。

天气渐渐炎热,水成为了人们消暑的最佳媒介。对于人类来说,为了更好的适应环境,学会游泳是必备的生存技能之一,如今人们已经掌握了10余种游泳的姿势,在水中的速度已经可以达到两米每秒——和人类在陆地上慢跑的速度接近,然而有一种泳姿他看上去动作局促、不舒展又毫无运动美感可言,速度甚至只是自由泳的1/10。在很多人的观念里,它更是游泳姿势中笨拙的代表,可有的时候却可以让很多不会游泳的人第一时间保住生命,这就是。我们在大量的新闻报道中看到了"狗刨"在救人与自救方面起到的积极作用。不可否认,这种游泳方式确实能在成为人落水瞬间的一颗救命稻草。

水中救命稻草——狗刨

那么狗刨这种姿势究竟能为人在水中起到怎样的作用呢?为什么不会游泳的人在第一时间通过狗刨动作就能够保命呢?

研究人员将不同的狗狗在泳池竞速,通过观察比赛中狗游泳,发现狗狗都展现出同样特点,头部始终保持在水面之上,维持动力速度并不快,似乎并不比人类其它泳姿在水中表现好,那么这种姿势究竟能为人在水中起到怎样的作用?为什么不会游泳的人在第一时间通过狗刨动作就能够保命呢?研究人员通过前面对不同品种的狗的观察,发现狗刨是一个非常有意思的行为。

狗的头部,确切的说是鼻子漏在水面之上,这样才能够让狗在快速跑动的时候不至于呛水,危及生命。头部露出来,完全达到了呼吸的目的,而水面在这个位置,狗达到呼吸的目的同时,做功尽量少以节省体力,所以这种方式是一种付出代价最少又能够保命的方式;能够让狗的头部浮在水面之上的最主要的动力就是快速跑动四肢,更严谨一点,它的前肢频率非常高,一直在上下不停的踩水以保证鼻子漏在水面,后退向后蹬使身体向前运动。

其实通过对狗刨动作的分析,我们能发现,人类能在水中保命的要领就在自身的浮力感知与肢体运动的平衡,人体的平均密度约为1.09克每立方厘米,略比水大,人在水中只需要施加很小的上浮力,就可以不沉入水中,所以一旦落水不要慌张,相反持续扑腾身体,大声呼喊,只会消耗体力,还容易呛水,危及生命;掌握了狗刨的精髓,将身体自然放松铺展在水面上,四肢协调发力,将头部托起,就能保持呼吸。虽然游的不快,但至少能在千钧一发之际为你提高生存的几率。

狗刨式的入门就是协调双臂跟双腿在水中不停的摆动,并且保持你的头部是在水面之上平复你的身体,如果这个时候你还可以很灵活地滑动四肢,并且还可以呼吸非常的顺畅,那么恭喜你,你已经学会了在水中保命技能最简单的一项了,不过,这个游泳速度真的是太慢,如果我们想寻求更快更自如的游泳方式,就要把目光放到大自然的其他游泳高手里。

专业游泳姿势——蛙泳

青蛙别看他眼睛鼓鼓的,表情也有点呆,稍微接近,它就会猛地钻入水中,最后水中的青蛙会迅速展现出苗条的身形,利用发达的后肢和像桨一样的蹼到达对岸。 于是你会发现提到游泳这件事儿,可能没有其他两栖动物能够与之媲美。青蛙是世界上身材比例与人最接近的游泳健将,人们模仿青蛙游泳动作产生了一种泳姿——蛙泳。如今蛙泳已经成为了一种最为普及也最入门级的专业游泳姿势。 那么蛙泳这种游泳姿势能为人在水中起到怎样的作用呢?它的背后究竟有着怎样的科学原理?

首先青蛙没有脖子,它的头部跟背部是连在一块的,同时青蛙没有肋骨,腹部的脂肪跟脏器在水中游动的时候会均匀地铺展开来,所以从侧面来看,青蛙此时的身体是非常标准的流线型;而强大的腿部肌肉给予青蛙前进的瞬间爆发力。

所以青蛙教会我们游泳的秘诀,除了身体有劲,关键在于减少阻力,而学好蛙泳的关键就在于4个字,"手翻蹬夹";身体收缩时,我们需要将手部并拢贴于胸前,让躯干部分呈流线型,腿部收紧脚步外翻,像青蛙那样蓄势待发,划水时两手向后刨将两腿中间的水流向后挤出,乘着这股推进力,人便可以在水中向前滑行。

那么学会了蛙泳,人类是不是就可以停止学习的步伐?答案当然是否定的。因为在自然界中即使青蛙游泳游得再好,也只是众多戏水游侠中的一个种群。人类想要探索水域,必须将目光投向更广阔的地方——海洋,被称作"飞鱼"的迈克尔菲尔普斯是享誉世界泳坛的传奇人物,享有23枚奥运会金牌,而除了他惊人的游泳速度,最让人关注的要数他在水中一种特别的腿部动作,这种动作是他在众多游泳比赛中获胜的武器。

与力学结合的游泳动作——海豚式打腿

这个动作与海豚尾部动作相似,被人们称为海豚式打腿。为什么?在各类游泳比赛中,海豚式打腿的动作其实颇为常见,但由于这种技术能够使运动员比正常的游泳技术快很多,在很长一段时间里,海豚式打腿不断引起争议。直到2004年雅典奥运会上,北岛康建凭借海豚式打腿夺取金牌引起的争议,才促使国际泳联在世界游泳锦标赛期间修改了相关规则。 如今根据国际泳联的规定,游泳竞技项目中运动员只能在出发、从水面浮出之前和每次转身之后的潜泳过程中,使用一次海豚式打腿,以保证竞速过程公平。那么海豚式打腿这种游泳姿势究竟为什么能让人在水中极大地提高游速呢?从海豚的身上,我们究竟得到了怎样的启示呢?

关键在于海豚的长尾巴运动时产生的鞭梢效应,鞭梢效应通俗的理解,可以想象甩鞭子,同样是改变一个转角,当鞭子很短的时候,它运动幅度是很小的,如果鞭子很长,同样的转角就会产生一个很大的幅度,那么长度越长,甩起来后能够运动的幅度也越大,那么最后反作用力也会越大,比于拿乒乓球拍打一下和拿羽毛球拍打一下,这个力量很明显是不一样的。那么对于海豚来说,长尾部使它每一次摆尾的时候幅度大,反作用力大,同时推出水量也特别多,这样它会获得一个很好的向前的动力,这个就是海豚的鞭梢效应 。

有很强动力,在水里边能游得非常快,纵向摆动的尾巴为海豚跃出水面呼吸提供了强大的升力,也正是因为海豚保留了身体的后半身能够上下摆动的属性,才使得很适合同样能够在水中上下摆动身体的人类学习。而这种动作是绝大多数横向摆尾的鱼类所不具备的。那么人在使用海豚腿的方式游动的时候,为什么也能有类似的提速效果呢?

其实我们只要细心观察就能发现,海豚式打腿分为上打和下打两个动作。正是这个双腿上下同时摆动的动作,才使得海豚式打腿,为人在水中提供了强大的动力。 首先人在使用海豚的方式游动的时候,全身贴紧,饮水面积非常小,再加上双腿并拢,同时上下煽动打水,此时整个身体就呈现出了一个流动的波浪状,将身体周围的水流不断向脚步传递,形成一股持续向前的动力。如果运动员柔韧性较好,两腿便可推进运动员向前游动,与蛙泳在身体收缩换气时必然会产生阻力不同,海豚式打腿可以产生最小的阻力和不间断的推进力。

通过对海豚摆尾动作的不同程度的学习,人类获得了提升水中速度的不同方法。可有一个残酷的现实摆在这里,无论人类多么努力,我们自身提升的速度在大自然面前都是微不足道的。然而人类对探索水域的信念并没有停止,利用仿生学对在水中进行速度的提升,我们能学到还远不止于此,海豚是游泳能手,时速约50千米,但它并不是海洋中的速度之王。自然界还有更多奥秘等着我们去发掘。

在漫长的历史进程中,我们在大自然身上获取灵感,我们模仿他们的动作姿态,我们制作相似的工具,学习的过程似乎永远都不会停止。自然包罗万象,深不可测。每当我们深入了解自然,我们都能因为仿生学而收获科技的进步,这些成果提升了我们的生活品质,也深刻地改变了世界的模样。

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