Об этом сообщил известный инструктор и блогер Том Гелли со ссылкой на свой личный разговор с Тимом Кэйфом – тренером 17- летней Элис Робинсон, которая буквально ворвалась в лыжную элиту и является одним из лидеров в женском ГС на Кубке мира (5.48 fis points). Примечательно, что теория эффекта «упругого склона» («шеста») была разработана и обсуждалась на СКИ.РУ еще в 2014 году.
Элис Робинсон (Новая Зелландия) заработала свой первый подиум в Кубке мира в свои 17 лет – 17 марта 2019 года в Солдеу, где она стала второй в соревнованиях ГС, уступив только М. Шифрин. Ранее в 2019 году Робинсом выиграла чемпионат мира среди юниоров. Ее дебют в соревнованиях КМ называют феноменальным.
Том Гелли изложил свой новый взгляд на технику поворота в видеоролике, который он разместил 02.07.2019 г. на своем эккаунте в ютюбе. Интересно, что, судя по обсуждению видеоролика, ранее Том был приверженцем системы Харба (pmts), но, после своего разговора с Тимом Кэйфом, изменил взгляд на технику поворота.
Если говорить коротко, то в видеоролике речь идет об осознанном использовании спортсменом "эффекта упругого склона" - неизбежного наступления безопорного состояния лыжника в конце дуги резаного поворота. Спортсмен использует "упругую отдачу" склона для перехода в гладкий безопорный "парящий" транзит между поворотами, которым спортсмен может управлять. Спортсмен получает толчок (импульс) от снега, который больше, чем он может использовать для полета в транзите. И это выглядит так, как будто его ноги идут обратно вверх под тело и проходят под ним с очень небольшим усилием со стороны самого спортсмена. Фактически, спортсмен должнен только контролировать эту отдачу и перенаправить ее,
Такую технику Том ассоциирует с мячиком, который отскакивает от склона. Причем это даже не теннисный мячик, а более жесткий и прыгучий полнотельный каучуковый мячик. Эта техника характеризуется по мнению Тома гладким "парящим" транзитом между поворотами, который практически не требует от лыжника дополнительных усилий.
Технику в которой лыжник для начала транзита расслабляет внешнюю ногу и затем медленно распрямляет новую внешнюю ногу - аналог техники PMTS Харба - Том сравнивает со старым проколотым теннисным мячиком. Эта техника требует, по мнению Тома, значительных усилий от лыжника.
Видеоролик Тома представляет безусловный интерес, поскольку транслирует нам слова тренера восходящей звезды КМ об особенностях ее техники. Элис Робинсон осознанно использует эффект "упругого склона" и работает с этой важнейшей частью поворота - безопорным транзитом.
Видеоролик озаглавлен: «Физика горных лыж - Что такое импульс силы и как его можно использовать для того, чтобы лыжник не тратил свои силы на создание транзита между поворотами».
https://www.youtube.com/watch?v=FbCYkqN1Jgs
Далее следует адаптированный перевод основной части текста к видеоролику, а также перевод части его обсуждения в ютюбе.
ОБСУЖДЕНИЕ В ЮТЮБЕ
Зритель - какова основная цель подтягивание ног под себя при транзите?
Том Гелли - это позволяет центру масс двигаться по более прямой линии через лыжи. В отличие от «up& over». Но на самом деле, на мой взгляд, это эффективно и необходимо, только если импульс силы предшествует ему. Импульс силы оттолкнет вас от снега и заставит вас сделать прыжок, если вы не подтяните ноги. Вот почему вы видите лыжи быстрых лыжников иногда немного над снегом, а иногда много больше. Это признак импульса силы.
Зритель - Так. .?.сильная и длинная нога используется в качестве шеста для прыжка вместо ее сгибания ...( pmts)...?
- "Tu quoque, Brute, fili mi ! " (Также и ты Брут, сын мой)
Харальду это не понравится.....))...
Кстати...Вы правы.
Том Гелли – я говорил с ее тренером Тимом, и она намеренно пытается сделать именно то, что я сказал.
Это последняя фраза Тома Гелли заставляет отнестись к его комментариям к видео с особым вниманием.
ТЕКСТ В ВИДЕОРОЛИКЕ
Итак, предмет, который действительно интригует меня в последнее время – это импульс силы. Импульс силы (impulse) – это физический термин, который используется для описания изменения количества движения (momentum) некоторого объекта с течением времени.
Самый легкий способ объяснить -это аналогия с бросанием мячика в стену. Когда мяч ударяется в стену, то происходит изменение того количества движения мяча, с которым он двигался к стене на то, с которым он легит от стены.
Чем быстрее это происходит и чем больше сила приложенная к мячу в момент удара, то есть, чем больше импульс силы, тем больше изменение количества движения мяча в момент удара.
Теперь пару слов, перед тем как мы рассмотрим катание Элис Робинсон. Я выбрал ее так как она в высшей степени атлетична. Я увидел это видео и был им поражен, особенно как она справилась с этим трудным положением
- это бесподобно! (1.18) Я выбрал это видео, так как я думаю, что Робинсон демонстрирует момент силы очень и очень хорошо
и ракурс хороший, так что я надеюсь, что Тим Кэйф не против того,что я использую это великолепное видео.
Но вернемся к импульсу силы. Если вы бросите в стену каучуковый мячик - элластичный но и плотный одновременно. Каждый знает как трудно сжать каучуковый мячик. Так вот, этот каучуковый мячик будет отскакивать от стены намного быстрее, чем, скажем, теннисный мячик. Подумайте о плотности и жесткости этих двух объектов и типов материалов из которых они сделаны. Вы можете достаточно легко расплющить теннисный мячик своими руками, сделать это с каучуковым мячиком намного труднее.
Из-за плотности и сопротивляемости сжатию каучукового мяча изменение его количества движения происходит намного быстрее. Таким образом вы имеете больший импульс силы. Чем быстрее изменяется количество движения, тем больше должен быть импульс силы.
Наступил момет вернуться к катанию Элис (2.25), так если Элис Робинсон хочет выйти из этого поворота и воспользоваться помощью своих ног, которые будут двигаться поперек движения, при транзите, так что она сможет достичь более высокой точки, чтобы резать дугу вокруг следующих ворот, и это поможет ее массе продвинуться внутрь нового поворота вокруг следующих ворот. Для этого она может делать, и я уверен, что она это делает, - это перед тем когда она подтягивает под себя ноги, возникает момент увеличенного импульса силы, так что она изометрически зажимает свое тело путем сокращения мышц, также видно увеличение ее ангуляции. И я хочу использовать здесь аналогию с прыжками с шестом. Шест двигается в этом направлении (красная стрелка 3.11),
втыкается в грунт и двигается, как показано зелеными стрелками, что поднимает и выстреливает их вверх и через.
Вот что она фактически делает. Таким образом, она входит в поворот и увеличивает ангуляцию в этот момент (3.33) она напрягает свои ноги и тело так, чтобы не было никакого сгибания (упирается) так, что она, скажем образно, превращается из теннисного мяча в более жесткий каучуковый мяч. Она получает толчок (импульс силы) от снега, который больше, чем она может использовать для полета в транзите. И это выглядит так, как будто ее ноги идут обратно вверх и проходят под ней с очень небольшим усилием с ее стороны. Фактически она должна только контролировать эту отдачу и перенаправить ее, а не так как обычно описывают инструкторы выход из поворота. Любой скажет – расслабить внешнюю ногу и затем медленно распрямить новую внешнюю ногу. Я с этим не соглашусь, так как, возвращаясь опять к импульсу силы, если вы в этот момент расслабите внешнюю ногу, то вы, образно говоря, превратитесь из теннисного мяча в старый и дырявый теннисный мяч. Поэтому вы будете производить меньший импульс силы и вам, затем, придется приложить значительные усилия, чтобы остановить складывание своего тела от этой (красная стрелка)(4.44) силы гравитации.
И это правда, движущая сила, толкающая вас обратно, примерно в этом направлении. И для вас это закончится сжатием (сдавливанием) и необходимостью прикладывать значительные силы против этого сдавливания. Как спринтер, который напряжен, когда на старте «толкает» грунт и получает ответную отдачу, которая позволяет ему оторвать ноги от земли и затем опять направить их вниз, чтобы создать следующий импульс силы. Это, то же, что делают хорошие лыжники, как я это сейчас вижу. Импульс – свободный транзит, выглядящий гладким – импульс – свободный транзит -… Это очень сильно зависит от своевременности действий. Так, ожидание момента начала перехода это как запустить свою массу с помощью шеста в движение ангуляции, а затем напрячь тело,
чтобы он превратилось в «каучуковый мяч» - что-то эластичное, но не деревянное. В этом сезоне я собираюсь сосредоточиться на этом вопросе импульса силы в катании и сделать мои транзиты более гладкими и эффективными. Для этого я буду использовать физику, и я надеюсь, что вам, ребята, это понравится.
ОКОНЧАНИЕ ПЕРЕВОДА
О СТАТЬЕ
Мою стаью 2014 года "Почему слаломист едет медленнее гигантиста или эффект абсолютно упругого склона", в которой приведено теоретическое обоснование и описание механизма "эффекта упругого склона" можно найти по ссылке или на сайте ски.ру.
Статья использует в качестве модели "абсолютно жесткого" лыжника, поэтому все перечисленные далее эффекты реальный лыжник может до некоторой степени регулировать, например, распрямляя или сгибая ноги, или другим способом изменяя момент инерции своего тела.
Так лыжник может сократить как длину активной дуги, так и длину транзита между поворотами путем своевременного сгибания ног и подбора их под себя. Лыжник может увеличить длину активной дуги и общий угол поворота лыж в дуге, своевременно разгибая ноги в конце активной дуги и "прокатывая" лыжи как можно дольше. Но в этом случае лыжник рискует быть отсаженным в опасное положение силой Кориолиса.
В такую опасную ситуацию попадает Элис Робинсон на 0.55 видеоролика, но с честью выходит из нее.
Здесь же я приведу основные выводы этой статьи, которые дают представление о физическом механизме эфекта "упругого склона".
- Для резаного поворота справедив "эффект абсолютно упругого склона" , то есть - на каких бы лыжах лыжник не совершал резаный поворот, начиная с определенной скорости движения его будет отрывать от склона. Причем, для достаточно больших скоростей движения лыжника, угол закантовки, при котором происходит отрыв лыж от склона, НЕ зависит от скорости движения лыжника и радиуса лыж, на которых едет лыжник, а зависит только от закантовки лыж в апексе резаного поворота. Или - угол отрыва есть универсальная функция от угла закантовки лыж в апексе.
- Для резаного поворота справедив второй вариант формулировки "эффекта абсолютно упругого склона" - начиная с определнной скорости движения лыжник сможет проехать по резаной дуге после апекса поворота только некоторое фиксированное расстояние, затем его лыжи оторвутся от склона. Причем длина этой резаной дуги НЕ зависит от скорости движения лыжника, но зависит от радиуса лыж (прямо пропорциональна корню квадратному из радиуса лыж), на которых едет лыжник, и зависит от закантовки лыж в апексе резаного поворота.
- Нормальная к поверхности склона составляющая скорости ЦМ лыжника в момент отрыва его лыж от склона пропорциональна скорости движения лыж в дуге поворота. Для достаточно больших скоростей движения коэффициент пропорциональности зависит только от угла закантовки лыж в апексе поворота. Поэтому, продолжительность безопорной фазы поворота - "полета" - прямо пропорциональна квадрату скорости движения лыж в дуге поворота. Из чего следует, что при увеличении скорости лыжник пролетает все большее расстояние, и при очень большой скорости это расстояние также будет очень большим.
- Длина фазы полета (дальность) пропорциональна квадрату скорости движения лыжника. Фаза ведения определяет почти все в повороте. Фаза полета не определяет почти ничего, кроме максимальной скорости движения лыжника. Фаза полета не должна быть слишком длинной, так как тело лыжника в фазе полета сохраняет существенное вращение в плоскости перпендикулярной к направлению движения лыж в момент потери лыжами контакта со склоном. Если фаза полета будет слишком длинной, то лыжник просто не сможет "приземлиться" на лыжи.
- Угол на который повернет лыжа при движении по дуге резаного поворота не зависит от скорости движения лыжника при достаточно больших скоростях движения. Величина угла поворота лыжи обратно пропорциональна корню квадратному из радиуса лыжи. При этом коэффициент пропорциональности зависит только от угла закантовки лыжи в апексе поворота (или от угла между голенью и поверхностью склона в апексе поворота). Для слаломной лыжи при угле закантовки в апексе поворота 70 градусов угол поворота лыжи при движении по резаной дуге составляет около 80 градусов, при угле закантовки 80 градусов угол поворота составляет 140 градусов.
- Угол поворота ЦМ лыжника в плоскости склона во время движения по резаной дуге в повороте также не зависит от скорости движения лыжника и для слаломиста примерно на 20 градусов меньше чем угол поворота лыж, а для ГС лыж угол поворота ЦМ лыжника в резаном повороте - примерно на 10 градусов меньше чем угол поворота лыж.
- Резаный поворот при спортивных скоростях состоит из двух фаз – фазы ведения лыж (резания) и фазы полета. Длина резаной дуги при больших скоростях движения лыжника не зависит от скорости движения лыжника и пропорциональна корню квадратному от величины радиуса лыж для одной и той же степени закантовки лыж в апексе поворота. Длина фазы полета (дальность) пропорциональна квадрату скорости движения лыжника. Фаза ведения определяет почти все в повороте. Фаза полета не определяет почти ничего, кроме максимальной скорости движения лыжника. Фаза полета не должна быть слишком длинной, так как тело лыжника в фазе полета сохраняет существенное вращение в плоскости перпендикулярной к направлению движения лыж в момент потери лыжами контакта со склоном. Если фаза полета будет слишком длинной, то лыжник просто не сможет "приземлиться" на лыжи.
- топовый спортсмен - слаломист как и гигантист проводит в полете примерно 30% времени при движении от вешки до вешки и угле закантовки лыж в апексе поворота в 70 градусов, лыжи спортсмена отрываются от склона при угле закантовки в 20-25 градусов. Так как уравнения механики могут быть инвертированы по времени, то, соответственно, спортсмен начинает загружать и закантовывать лыжи примерно с такого же начального угла закантовки.
- Спортивный резаный поворот осуществляется на сравнительно небольших скоростях, определяемых расстоянием между вешками трассы. Чем круче склон, тем меньше максимальная скорость прохождения трассы, так как проекция ускорения свободного падения на нормаль к склону уменьшается с увеличением крутизны склона, следовательно, расстояние, которое пролетает лыжник при одной и той же скорости его ЦМ при отрыве от склона будет увеличиваться. Поэтому максимально возможная скорость прохождения трассы на крутом склоне будет меньше, чем на пологом склоне (для одинаковых конфигураций трассы, разумеется)
- Техники слалома и гигантского слалома кардинально отличаются друг от друга. В слаломе поворот (изменение направления движения центра масс лыжника в плоскости склона) происходит в основном за счет резаного ведения лыж и в небольшой степени за счет pivoting в начале фазы ведения. В гигантском слаломе pivoting дает примерно такой же вклад в поворот, как и резаное ведение. Поворот происходит за счет pivoting при приземлении лыж в начале фазы ведения и далее за счет резаного ведения. Причем резаное ведение в ГС повороте служит также для создания условий обеспечивающих исполнение pivoting в следующем повороте - обеспечения фазы полета. Это особенно выражено на крутых и жестких склонах.
Видимо, почитывют втихаря.
А кто первый про " эффект шеста " написал?