Hádzať vodu za seba

Plávanie je veľmi osobný šport. Hoci prekypuje disciplínami a existujú rôzne štýly plávania, napokon je to vždy len človek verzus voda. Nič na tom nemenia ani pokusy vsunúť medzi človeka a vodu kozmické technológie.

Aféra hypermoderných plaveckých úborov, ktorá prepukla a zhasla pred pätnástimi rokmi, ukázala, že v dobrom športe, akým plávanie nepochybne je, o výsledkoch rozhodujú schopnosti športovcov.

Okno do budúcnosti

Plavecké súťaže na olympijských hrách v Pekingu v roku 2008 mali byť ako okno do budúcnosti. O nových plavkách sa hovorilo od roku 2000, keď sa na olympijských hrách v Sydney predstavili plavci v úboroch Fastskin od austrálskeho výrobcu Speedo. Obleky podľa princípu čím viac pokožky má plavec zakrytej, tým bude vo vode rýchlejší, sa vôbec nepodobali na dovtedajšie plavky: v niektorých verziách sa Fastskin tiahol pozdĺž celého tela od zápästí až po členky. A fungoval. Väčšina plavcov v Sydney, ktorí získali nejakú medailu, mali na sebe Fastskin a tieto plavky pomohli zdolať 13 z 15 prekonaných rekordov.
Oblek Fastskin bol vyrobený zo spandexu (elastanu) potiahnutého teflónom, ktorý pomáhal odvádzať vodu. Ešte vždy to však bola tkanina: molekuly vody sa nepravidelne odrážali od štruktúry obleku, čo vytváralo pri pohybe odpor. Pred olympijskými hrami v Pekingu v roku 2008 sa preto firma Speedo sústredila na úplne nový spôsob výroby úborov.

Kozmické plavky

Výjav so skokanom do vody na platni v tzv. Hrobke potápača (tal. Tomba del tuffatore) pochádzajúcej z obdobia 480 – 470 pred n. l., teraz v Národnom archeologickom múzeu v Paeste v Taliansku, foto wikipédia, public domain

Vesmírna agentúra NASA vyhovela žiadosti firmy Speedo a poskytla jej svoje aerodynamické tunely a iné zariadenia v Langley Research Center, kde sa testujú vlastnosti materiálov a techniky používané pri kozmickom výskume. Výsledkom boli nové plávacie úbory, ktoré už bežnú textíliu v ničom nepripomínali. Obleky sa spájali pomocou tzv. zvukového zvárania a teflónový povlak predchádzajúcej generácie plaviek bol nahradený polyuretánovými plátmi, ktoré vo vode vytvárali len minimálny odpor.
Obleky sa predstavili na olympiáde v Pekingu a spôsobili rozruch. Plavky LZR Racer siahali od ramien až po lýtka, obopínali pokožku a stláčali telo športovca tak, že ich obliekanie trvalo aj 20 minút. To však nebolo hlavné tajomstvo. Podľa časopisu amerického Science History Institute, keď sa plavec ponorí v polyuretáne pod vodu, namiesto toho, aby klesol, vznáša sa na hladine. Medzi pokožkou a oblekom sa totiž zachytávajú malé vzduchové kapsy, ktoré držia nad hladinou väčšiu časť tela ako pri plávaní v obyčajných plavkách. A keďže trenie vody je väčšie ako trenie vzduchu, aj malé zväčšenie plochy povrchu tela nad vodou znamená rozdiel pri pretekoch, kde ide o zlomky času – plavecké svetové rekordy sa od roku 1972 uvádzajú v stotinách sekundy.

Michael Phelps v akcii, foto wikipédia/JD Lasica, CC BY 2.0

Voda a vzduch

Plávanie nie je iba pohybom vo vode ako pri potápaní: je to pohyb na rozhraní medzi vodou a vzduchom, pričom ruky, hlava a telo plavca neustále prekračujú bariéru a pohybujú sa z jedného odlišného prostredia do druhého a späť. Pri prekračovaní hranice sa spomaľujú alebo zrýchľujú, pretože vzduch sa veľmi líši od kvapaliny. Predovšetkým voda má oveľa väčšiu hustotu – rovnaký objem vody váži oveľa viac ako vzduch – a je viskózna.
Pri chôdzi pracuje ľudské telo proti gravitácii a zároveň sa trochu trie v mieste, kde sa nohy dotýkajú zeme. Okrem rýchleho pohybu alebo silného vetra je odpor vzduchu v podstate zanedbateľný. Vo vode je to naopak. Keďže telo sa pri plávaní vztlakom vznáša, gravitácia je oveľa menej dôležitá. Dôležitý je však odpor hlavného prostredia, ktorým je voda. Aby plavec minimalizoval odpor, snaží sa minimalizovať plochu, ktorou vode čelí. Telo pri plávaní drží čo najviac vodorovne a hlava je čo najviac pod vodou (najmarkantnejšie je to pri štýle kraul) a nevyčnieva. Odpor vody sa znižuje aj otáčaním tela zo strany na stranu a napínaním členkov a prstov na nohách, aby chodidlá nepôsobili ako brzda.

Pokračovanie článku si môžete prečítať v časopise Quark 11/2023. Ak chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov, prihláste sa. Ak ešte nie ste naším predplatiteľom, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.

R, foto Pixabay