Ihmisen on helpompi uida kuin lentää, koska ihmisen tiheys on lähellä veden tiheyttä.

Viskataanpa sinut laiturilta kesäiseen järveen. Jos syrjäyttämäsi vesimäärä painaa enemmän kuin sinä, nouset pintaan kellumaan. Jos painat enemmän kuin tilavuutesi vettä painaa, uppoat pohjaan. Näin sanoo Arkhimedeen laki.

Kokemus kertoo, että pinnalla pysyminen ilman uintiliikkeitä on usein sillä hilkulla. Tämä johtuu siitä, että ihmisen tiheys on hyvin lähellä veden tiheyttä. Itse asiassa suurin osa ihmisestä on vettä. Miehistä vettä on 75 prosenttia ja naisista 65 prosenttia.

Läski kelluttaa

Lihas ja luu ovat hiukan painavampaa ainetta kuin vesi. Rasva taas on selvästi vettä kevyempää. Sen vuoksi lihava ihminen kelluu paremmin kuin laiha.

Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

Myös uimapaikka vaikuttaa. Suolainen merivesi on tiheämpää kuin makea järvivesi, joten meressä noste on suurempi. Moni pystyy huomaamaan eron uidessa. Oma lukunsa on huippusuolainen Kuollutmeri. Se suorastaan potkaisee uimarin ulos sylistään.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Keuhkot täyteen

Laihalla järviuimarillakin on käytössä ratkaiseva säätövara, jonka avulla voi pysyä pinnalla. Ihmisen keuhkoihin mahtuu noin kuusi litraa keveää ilmaa. Se riittää pelastavaksi kellukkeeksi. Kun laiheliini vetää keuhkot täyteen happea, rentoutuu ja hengittelee vain kevyttä pintahengitystä, hän pystyy yleensä kellumaan.

Jos vetäisee keuhkot ilman sijaan täyteen vettä, uppoaa varmasti. Kaikki hukkuneet painuvat pohjaan, ennen kuin mätänemiskaasut nostavat ruumiin taas pintaan.

Vesi alas, uimari ylös

Selällään kelluessa jalat alkavat helposti vajota. Maan vetovoima vetää uimaria alas ja veden noste työntää ylös, mutta voimat vaikuttavat eri pisteeseen uimarissa. Maan vetovoima kohdistuu ihmisen painopisteeseen, noste taas enemmän pään puolelle, missä keuhkotkin ovat. Eri suuntiin vaikuttavat voimat pyrkivät kääntämään kellujan pystyyn kuin pullonkorkin.

Pienikin käsien ja jalkojen liikuttelu auttaa pinnalla pysymistä. Tämä johtuu siitä, että uimari painaa liikkeillään vesimassaa alaspäin. Kun neste liikkuu alaspäin, siinä oleva kappale liikkuu fysiikan lakien mukaan ylöspäin.

Uimataidolla on merkitystä, sillä ei ole sama, miten vedessä räpistelee. Jos vettä vatkaa yhtä paljon ylös ja alas, ei saa itselleen lisää nostetta. Vettä täytyy liikutella nettomääräisesti enemmän alas- kuin ylöspäin. Näin tekee tietämättään niin kroolia kauhova vapaauimari, plaanissa etenevä rintauimari kuin juuri ja juuri eteenpäin liikkuva pieni koirauimarikin.

Lennä vedessä

Uintiliikkeitä tekevää ihmistä nostaa pintaan sama ilmiö, joka pitää lentokoneen ilmassa. Sivulle liukuvat kädet toimivat vedessä kuin lentokoneen siivet ilmavirtauksessa. Uimarin kädet painavat alas vettä, siivet ilmaa. Siipien on tosin painettava ilmaa valtavan paljon kovemmalla nopeudella, sillä ilman ja lentokoneen tiheysero on suunnattomasti suurempi kuin ihmisen ja veden.

Ihminen ei siis tarvitse paljoa energiaa veden pinnalla pysymiseen, mutta paikasta toiseen siirtymiseen uiminen on harvinaisen tehoton tapa. Taitavallakin uimarilla uintiliikkeiden energia kuluu melkein kokonaan veden liikutteluun. Arviolta vain kymmenen prosenttia muuttuu uimarin liikkeeksi eteenpäin.

Asiantuntijana fysiikan professori Keijo Hämäläinen, Helsingin yliopisto

Julkaistu Tiede-lehdessä 7/2008

Sisältö jatkuu mainoksen alla