游泳者在自由泳中产生比仰泳更大的腿部下沉水动力转矩，以补偿更大的腿部提升浮力转矩。从控制横向轴转矩的角度来看，踢腿运动在仰泳中可能更为重要。 这篇文章是一项关于游泳运动中自由泳（爬泳）和仰泳在水动力学和浮力转矩方面的差异研究，由Tomohiro Gonjo等人进行。研究的目的是调查自由泳和仰泳在横向轴上的浮力和水动力转矩的差异。研究假设在仰泳中，游泳者会展现出比自由泳更大的横向轴浮力转矩幅度。 研究使用了10名游泳者在四种选定速度下（两种技术使用相同的速度）进行50米自由泳和仰泳的数据。所有试验都通过四个水下和两个水上摄像机记录，以收集一个划水周期（定义为两次连续手腕入水之间的时间）内三维全身运动的数据。采用逆动力学方法获得横向轴上的浮力和水动力转矩。通过双向重复测量方差分析（ANOVA）评估了自由泳和仰泳技术在四个速度水平上的差异。研究发现，自由泳的平均浮力和水动力转矩有30-40%的增加（腿部提升浮力转矩和腿部下沉水动力转矩）（p ≤ 0.001）。时间序列数据显示，自由泳中水动力腿部下沉转矩在水下上肢运动的前半部分达到峰值，但在仰泳中没有观察到这种现象，这表明两种技术之间抵消浮力转矩的策略是不同的。 研究还发现，尽管自由泳和仰泳的浮力转矩大小不同，但模式相似。在两种技术中，游泳者都展示了两个浮力转矩峰值，峰值对应于每个上肢执行恢复运动的时机。然而，自由泳中水动力转矩显示出明显的双峰模式，而仰泳则显示出多个小峰值。这些结果表明，游泳者在自由泳中通过手部动作产生更大的腿部下沉水动力转矩，而在仰泳中可能更多依赖下肢运动来产生腿部下沉转矩。 此外，研究还发现自由泳中重心和肩部的垂直位移比仰泳大，这可能是由于自由泳中手部动作产生的垂直水动力是向上的，导致肩部和重心位置提高。这可能是自由泳比仰泳更有效、水下体积更小的原因之一。 研究的结论是，游泳者在自由泳中产生比仰泳更大的腿部下沉水动力转矩，以补偿更大的腿部提升浮力转矩。两种技术之间产生水动力转矩的来源可能不同，这意味着游泳者和教练在考虑技术时不应将肢体运动的作用视为相似。具体来说，从控制横向轴转矩的角度来看，踢腿运动在仰泳中可能更为重要。 研究的局限性在于，测试中只在自由泳中控制了呼吸，而没有在仰泳中控制，这可能对研究结果产生一定影响。但是，考虑到竞技游泳者在运动中的潮气量峰值约为3.1升，而3升的肺活量变化导致的浮力转矩变化小于5 Nm，这不太可能对本研究的结果产生显著偏差。
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