물에서 발생하는 부력과 수치료법 방법

물속에서 발생하는 부력은 중력의 영향을 줄임으로써 재활을 용이하게 하는데 도움이 됩니다. 부력이란 중력과 반대 방향으로 작용하는 상승하는 힘으로 정의됩니다. 물의 수심이 깊어질수록 체중이 감소하고 고관절의 높이까지 물에 몸을 담글 때에는 몸무게가 육지에서의 50%에 불과합니다. 물속에서의 부력의 특성은 운동을 보조하고 수면에서의 운동을 지원하며 재활 치료에 사용됩니다.

부력의 중심과 무게 중심 차이

부력의 중심과 무게 중심은 무엇이며 어디에 위치해 있는지 알아보도록 하겠습니다. 먼저 부력의 중심은 모든 부력 운동의 중심으로 정의됩니다. 인간에게 있어 부력의 중심은 가슴 가운데에 있습니다. 반면 무게중심은 모든 힘의 움직임이 평형을 이루는 지점을 말합니다. 인체의 무게중심은 골반 부위에 위치하지만, 신체가 다른 위치로 변경될 때 무게 중신은 다른 위치로 이동할 수 있어 가변적입니다.

부력을 효과적으로 사용하는 방법

무게중심과 부력의 중심이 수직으로 정렬하게 되면 물에 가라앉지 않고 떠있을 수 있습니다. 만약 중심이 수직으로 정렬되지 않으면 회전력이 발생하게 되며 이 회전력은 재활 치료 시 똑바로 서서 고개를 숙이는 자세를 유지하는 것을 도울 수 있습니다. 이러한 힘은 팔다리에 영향을 미치고 팔다리가 물을 통해 움직일 때마다 벡터의 연속체로 작용하게 됩니다.

• 가슴 깊이의 물에서 부력은 육상에서의 활동에 비해 뼈, 관절, 인대를 통해 전달되는 충격의 양을 감소시킵니다. 물속에서의 활동은 충격을 주는 요소가 없기 때문에 몸에서 받는 충격이 없습니다.
• 부력은 중력의 영향을 줄여줍니다. 물속에 가슴 높이까지 잠기도록 하면 체중이 약 75 - 90% 감소하게 됩니다. 평소 몸무게가 70kg인 사람은 깊은 물속에서는 무게가 약 7kg으로 줄어들게 됩니다. 이러한 이유로 비만이거나 부상당한 운동선수, 평소 근육통과 관절염을 앓고 있는 사람들, 뼈가 연약한 사람들, 그리고 임산부들은 물에서 비교적 쉽게 운동할 수 있습니다.
• 부력에 의해 움직임의 범위가 증가하게 됩니다. 이는 관절의 이동성을 향상하고 동적인 유연성에 기여합니다.
• 부력은 하지 정맥류에 도움이 됩니다. 육지에서는 아래쪽으로 향하는 중력의 영향으로 피를 발 쪽으로 밀어내게 됩니다. 우리 몸의 심장혈관계는 혈액을 심장으로 되돌리기 위해 중력에 대항하여 작용하는데 물에서 부력은 중력의 힘을 반대로 상쇄하여 피가 잘 순환하도록 도와줍니다. 또한, 운동 심장 박동수를 낮추는 데 기여합니다.

부력에서 작용하는 수학과 과학; 아르키메데스의 원리

부력은 물에 잠긴 모든 물체에 작용하는 매우 특징적인 힘입니다. 여기서 정의하는 아르키메데스의 원리는 다음과 같습니다. 부력은 위와 아래에서 오 유체의 압력 차이에 발생하는 힘으로 물체에 의해 치환되어 발생하는 액체의 무게와 같은 힘을 받습니다. 이러한 아르키메데스의 원리에 기초한 수학 방정식은 침수된 차체 부력 = 치환된 액체 중량에서 차체 중량을 뺀 값과 같습니다. 따라서 다음과 같이 결론을 내릴 수 있습니다.

• 부력이 양이면 몸에 뜰 수 있습니다.
• 부력이 중력과 중립을 이루게 되면 물체는 정지하게 됩니다.
• 부력이 음의 값을 가지면 물체는 가라앉게 됩니다.

담수와 해수 중에 잘 뜰 수 있는 종류는 무엇인가

액체의 부력은 밀도에 따라 달라지는데 이는 단위 부피당 무게이며 담수와 해수의 밀도는 다음과 같습니다.

• 담수 밀도 = 28.3kg / 0.03 m³
• 해수 밀도 = 29kg / 0.03 m³

따라서 바닷물에 담근 물체는 강이나 호수에 담근 물체보다 더 큰 힘에 의해 떠 올라오기 때문에 담수보다 해수에서 뜨기가 쉽습니다.

수치료법을 진행하는 방법

이 부력의 힘으로 여러분은 수영장에 들어갈 때 떠다니는 느낌을 경험하게 해 줍니다. 우리가 물속에 들어가 있을 때 물은 자연스럽게 우리를 밀어 올리고 싶어 할 것입니다. 이러한 힘은 특히 관절이나 신체 부위 중에 자신의 체중을 싣고 싶지 않은 사람에게 도움이 됩니다. 물속에 깊이 들어갈수록 자신의 몸으로 지탱해야 하는 무게가 줄어들으며 이러한 방법으로 수치료법이 진행됩니다.

 

정리하자면, 물의 부력은 신체 구성, 크기, 근육 구조, 물의 깊이에 따라 체중을 약 90% 줄일 수 있습니다. 하체나 척추에 부상을 입은 운동선수, 임산부, 근육통, 신체적인 문제가 있는 사람들에게 이 수치료법은 효과적입니다. 또한 부력은 운동선수들이 재활할 때 물속에 있는 동안 그들의 자세를 유지하는데 어려움을 줍니다. 이러한 부력의 힘으로 수중 재활 운동을 도울 수 있습니다. 하체뿐만 아니라 팔 운동 등 수면을 향해 움직이는 운동도 부력에 의해 도움을 받아 운동을 더 쉽게 할 수 있도록 도움을 줍니다.