Могу гарантировать, что представленное здесь многие услышат/увидят впервые. Имею в виду, не только, что:
Плавное разгибание ног приводит к увеличению линейной скорости движения горнолыжника; в то время, как такое же сгибание вызывает противоположное действие - уменьшение линейной скорости горнолыжника.
Возможно, Вы ощущали нечто подобное, но не акцентировали на это свое внимание.
Так как, просто не было времени - следовали многочисленным советам-рекомендациям о кратковременности фазы разгрузки-перекантовки – ведь, более плоскими лыжами хуже/сложнее управлять.
Гипотеза возникла у меня во время отработки «новичковых» поворотов на курсах подготовки инструкторов начального уровня НЛИ.
Ниже привожу теоретическое подтверждение гипотезы.
Принимаем за аксиому то, что, с учетом силы трения скольжения, вектор силы реакции опоры/склона не находится на одной линии и не параллелен вектору перпендикулярной склону компоненты силы тяжести.
Последнее оставляю на совести г-на Журавлева А.В., декларирующего свое высшее физическое образование. Я же, выпускник ОИИМФ по специальности «Судовые машины и механизмы», просто взял этот рисунок из статьи «Вертикальная работа в горных лыжах», Журавлев А.В.
https://drive.google.com/file/d/1PrZGOcpMyTSXTMbJG6iZeMZI-xmC08I7/view
Вот так стал выглядеть рисунок после моей доработки:
До настоящего времени, авторами, известных мне статей и исследований, мышечные усилия горнолыжника рассматривались лишь в плане изменения конфигурации его тела, изменения положения Центра масс (ЦМ) лыжника относительно лыж и склона.
Хотя, в вводной части опубликованной работы Роберта Рейда [A kinematic and kinetic study of alpine skiing technique in slalom. Reid R.C. 2010] можно обнаружить следующее (дословный перевод):
«С точки зрения гоночных результатов, как вертикальные движения лыжников, так и движения вперед/назад хорошо коррелировали с прошедшим временем через исследуемую последовательность. Относительно сильная корреляция, наблюдаемая между положением лыжника вперед/назад и потерей механической энергии также указывает на параметр, роль которого в механике и характеристиках лыж должна быть исследованы дальше.»
Я же намерен доказать, что работа, производимая мышцами лыжника, по воздействию на снежный склон, посредством увеличения и уменьшения давления на лыжи, способна изменить линейную скорость движения лыжника, точнее, его ЦМ.
Будем считать, что ноги изображенного на рисунке лыжника разогнуты в суставах. В этом случае, под действием результирующей силы F1 = Fск - Fтр, он движется вниз с определенной скоростью V1.
Далее, этот лыжник сгибает ноги в голеностопных, коленных и тазобедренных суставах. При этом, он продолжает напрягать мышцы и после опускания ЦМ, как бы, стараясь вдавить лыжи в снег.
Согласно Закону сохранения энергии, перпендикулярная склону компонента силы тяжести прирастает за счет мышечных усилий (линия зеленого цвета).
Получаем суммирующую силу F+.
Согласно 3-му закону Ньютона, сила реакции опоры/склона также увеличивается – положительное изменение модуля вектора обозначено также линией зеленого цвета.
Получаем суммирующую силу Fсклон (оранж).
Так как движения частей тела лыжника плавные, то сила тяжести mg остается неизменной.
Примечание. В случае резкого сгибания ног, как правило, происходит разгрузка вниз.
Для удобства и наглядности сместим точку приложения mg ниже по перпендикуляру к линии склона. Из этой же точки построим обновленную силу реакции опоры/склона Fсклон (оранж), скатывающую силу Fск (оранж) и обновленную силу трения Fтр (оранж).
Из построенной векторной диаграммы мы видим, что величина скатывающей силы осталась неизменной, а сила трения увеличилась.
Соответственно, новая результирующая сила F2 = Fск (оранж) - Fтр (оранж) получилась меньше прежней F1. Лыжник продолжает движение уже со скоростью V2.
Можно продолжать рассуждения, с использованием 2-го закона Ньютона, например, но, как мне кажется, вывод очевиден - V2 меньше V1.
Таким образом, при сгибании ног – в первую очередь в голеностопных суставах - мы наблюдаем уменьшение линейной скорости движения горнолыжника.
Очень надеюсь, что эта информация будет весьма полезна, особенно, НАЧИНАЮЩИМ лыжникам.
С ее помощью последним будет легче понять логику последовательности движений в поворотах, плюс, это реальная подсказка правильного алгоритма действий в случае разноса на склоне…
В общем, решил придать вид научной статьи тому, что уже говорил здесь ранее.
Косвенное подтверждение утверждения про сгибание - разгибание ног можно обнаружить в ранее упоминавшейся работе Роберта Рейда. При рассмотрении диаграммы сравнения положений вперед/назад быстрого и медленного лыжника, сразу бросается в глаза, что более быстрый лыжник дольше находился, во все время выполнения поворота, в задней позиции. Под последней здесь подразумевается та, при которой проекция ЦМ на лыжи смещена назад от середины ступни.
Более медленный лыжник отдавал предпочтение передней позиции.
Смею утверждать, что конкретно в голеностопном суставе, ноги больше разогнуты, чем согнуты в любой задней позиции лыжника !
Теперь же, удовлетворю ваше возможное любопытство по поводу заглавного рисунка.
Намедни, совершенно случайно, открыл для себя Харальда Харба (Harald Harb) с его Primary Movements Teaching System (PMTS).
Как оказалось, эта методика обсуждалась на скиру в течении нескольких лет с 2010-го по 2017-й в «техническом» разделе:
https://forum.ski.ru/index.php?showtopic=42272
Я же, ранее встречал «отголоски» PMTS ( без упоминания последней ) в виде «Правила мизинца» и «Ранней инициации».
Настоятельно советую посмотреть несколько уроков Х. Харба, начиная с первого:
Просто уверен, что Super Phanton Move может быть полезным навыком для многих…
Хотя господином Х. Харбом и его последователями декларируется вред от детального изучения/освоения плуга, но я все-таки, познакомлю вас с действительно научной статьей: Комиссаров С.С. «Механика поворота плугом в горных лыжах» ( Mechanics of wedge turns in alpine skiing ).
https://osf.io/preprints/sportrxiv/qv6j5/
Там много любопытного; имеется про «силу трения» в горных лыжах, в том числе.
Полагаю, достойна внимания зависимость «Критический угол клина/плуга, выше которого последний, скользящий вниз по линии ската, останавливается, в зависимости от угла наклона склона».
О сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель.
© Пушкин А.С.
P.S. Если же рассматривать взаимодействие элементов системы "лыжник - лыжи - склон" с точки зрения механической обработки металла - как предлагают многие исследователи ( видим у них в списке литературы: Merchant, M. (1945). Mechanics of the metal cutting process. i. orthogonal cutting and a type 2 chip. J. Appl. Phys. ,16, 267-275. ) - то мое "как бы, стараясь вдавить лыжи в снег" можно переформулировать: резец не просто подводится к заготовке до касания, но также, устанавливается определенная глубина резания. Суть следующего за этим и последующие выводы не изменяются...
я сам, я сам! ( из "Итальянцев в России") и это "механическая энергия"? ну не знаю....
