Pendant la nage, le sportif est soumis à deux forces, la pesanteur et la poussée d'Archimède.



1) : force de pesanteur et poussée d'Archimède



La poussée d’Archimède, comme sont nom l’indique, vas pousser le nageur vers la surface de l’eau. Elle se définit par une augmentation de la pression au niveau de la partie arrière du corps du nageur car elle est plus immergée, il en découle une force verticale vers le haut. Lorsque le nageur est trop immergé, la poussée n'a pas la même efficacité, elle est moins performante et le nageur se déplace moins rapidement. La poussée d'Archimède se calcule à l'aide de cette formule : -Po= Ro*V*G
Avec  Ro=masse volumique du fluide déplacé en mètres cube, V=volume du fluide déplacé, et G=intensité de pesanteur.
Cette force est opposée à la force de pesanteur qui correspond au poids.
Elle va attirer le nageur vers la fond, elle est verticale de haut en bas. Elle est de formule : -P=M*G
Avec M=la masse en kilogrammes et G=intensité de pesanteur.
Ex: Si un homme pèse 80kg, la constante de pesanteur étant à peu près égale à 9,81 newton par kg, sa pesanteur ainsi que la poussée d'Archimède sont de 80*9.81=784.8 N. Ces deux forces possèdent alors la même valeur car la masse volumique de l’eau est égal a 1 et que le volume de fluide déplacé est égal a 80kg donc 80 litres d’eau (80*9.81=784.8 N)
     Lorsque le nageur est allongé sur l'eau, ces deux forces ont pratiquement le même point d'application. La force de pesanteur s'applique au niveau du centre de gravité du nageur tandis que la poussée d'Archimède, s'applique elle, au niveau du centre géométrique (c'est-à-dire au milieu du corps humain).

     Nous remarquons que la poussée d'Archimède et la pesanteur ne sont  pas tout à fait alignées, la réunion de ces deux forces ramène le nageur à un équilibre vertical c'est ce que l'on appelle couple de redressement.

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2) la flottabilité



     La flottabilité est définie par la capacité à flotter. Elle dépend de la densité du nageur et de la densité de l'eau. . Elle se caractérise par  la résultante des forces de pesanteur et celle de la poussée d’Archimède. Plus un corps est dense, plus il aura de difficultés à flotter. En revanche plus le milieu est dense (exemple : eau salée) plus le corps flotte. Pour diminuer sa densité il faut augmenter le volume de son corps en inspirant à plein poumons.
La densité se calcule grâce à la formule : D=Mo (corps)/Mo (eau)
Avec D=densité, Mo (corps)=masse volumique du corps liquide ou solide (kg/m^ 3) et Mo (eau)=masse volumique de l’eau.
    La flottabilité est due à plusieurs caractéristiques comme le sexe, l’âge, la composition corporelle, la répartition de la masse osseuse, de la masse musculaire et graisseuse.
Il est possible d’effectuer un test pour mesurer son niveau de flottabilité. Le principe consiste à  se placer verticalement dans l'eau, de mettre les bras le long de son corps, d'effectuer une inspiration forcée et on regarde ou se situe le niveau de l'eau.