Совет инструктора ученику: «Чтобы кататься лучше, надо «добавлять таза» и «начинать с таза»! Работать коленями недостаточно!» Это совет инструктора высокой квалификации Виктора Хорошилова, мастера спорта по горным лыжам. О чем это он? Конечно же, это - спортивный жаргон. НО суть совета инструктора полностью соответствует физическим законам. Правда физика здесь понадобится совсем не школьная. Но её можно объяснить и "на пальцах".
Инструктор говорит о движении, которое обеспечивает наибольший темп закантовки лыж. При этом, темпом закантовки ЛЫЖНИК МОЖЕТ УПРАВЛЯТЬ. Но это движение в теории техники горных лыж не рассматривается. Его как бы НЕТ. СОВСЕМ НЕТ. У инструктора, соответственно, нет методики обучения этому движению ученика. Мастер спорта дошел до освоения этого движения САМ. Может быть, даже, вопреки той методике, по которой обучали его когда-то.
Интуитивно понятно, что для достижения больших углов закантовки лыж, лыжнику нужно активнее «подавать» или даже "бросать" свой центр масс в новый поворот поперек движения лыж. Еще в 70-х Bear предложил рассматривать концепцию «расхождения» (divergence) траекторий лыж и лыжника как «ожидание» (anticipation). Он выдвинул идею о том, что расхождение траекторий лыж и лыжника требует от лыжника моментального «падения» в поворот в ожидании (anticipation) возникновения последующей реакции склона, по аналогии с механизмом прямохождения человека. Le Master предположил, что такая способность «падать» в каждый новый поворот именно в той мере в которой это необходимо – не слишком сильно и не слишком слабо – является навыком, отличающим продвинутых лыжников. Других указаний на то, КАК нужно делать это чудесное движение, горнолыжная теория не дает. Но эти ребята являются столпами горнолыжной теории. Стоит к ним прислушаться.
Это движение моментального «падения» в поворот, с одной стороны, является простым как «дверной проем». Смоделировать его можно следующим образом: встаньте недалеко от дивана, сантиметров так 50 - 60, повернитесь к дивану боком, поставьте свои стопы немного уже ширины плеч и параллельно краю дивана. Ваша задача – как можно быстрее (моментально) поместить свой зад (таз по научному) на этот диван. Конечно, придется "падать" на диван. Попробуйте разные варианты "падения". Я предложил диван как вариант. Можно пойти в спортзал, где есть гимнастические маты.
Вы сделаете это «движение тазом» (согнете свое тело углом в боковом плане) чисто интуитивно в самом начале и как составную часть своего моментального падения на диван. И вы увидите, что этот интуитивный способ был самым быстрым способом поместить зад на диван.
С точки зрения физики падающий на бок человек, в первом грубом приближении является "перевернутым составным маятником" (inverted pendulum). Про маятники в школе нам говорили, что период его колебаний не зависит от массы, но зависит от длины его подвеса (длины маятника). Чем маятник длиннее, тем больше времени ему требуется, чтобы отклониться на определенный угол (или "закантоваться"). Поэтому, чтобы быстрее упасть на диван, нужно "укоротить" подвес перевернутого маятника. Или "двинуть таз" в сторону дивана (согнуться углом в боковом плане тела) и начать падать на него. Если сгибаться углом в боковом плане тела с некоторым ускоряющим УСИЛИЕМ, то "падение" можно существенно ускорить. Забудьте про движения ногами. Сосредоточьтесь на мышцах кора и на первоначальной задаче.
А что там с закантовкой? Так закантовка ног (нижней части составного перевернутого маятника) имеет место быть. Причем на большой угол и с наибольшей скоростью. И без всякого нарочитого движения ног (стоп, голеней и прочего). Ноги -это просто подставка под ваш таз. Мышцы кора сделают всю работу.
Получилось? Сесть на диван «боком» как можно быстрее у вас получилось? Так это и есть примерно «то самое движение». Но лыжи будут лишними в случае с диваном.
Лучше это сделать как Том Гелли. И подушку подложить не забудьте. А кто делал неправильно, тот стоит на заднем плане. Но в отличии от Тома Гелли вам нужно "упасть" как можно быстрее, то есть, сгибаться с ускоряющим УСИЛИЕМ состороны мышц вашего кора. Тогда это будет ТО САМОЕ движение тазом. Том же, как он объясняет на своем сайте, падает только под действием гравитации. И в этом одно из отличий ТОГО САМОГО движения от простого падения.
Но только не уподобляйтесь сороконожке. Делайте все интуитивно. Иначе вы убедите себя что это невозможное движение, как, например, сделал этот исследователь, кторый критиковал совет мастера спорта: «Вчера зашёл на сайт Завадовской, штампующей новые видео как пирожки. Смотрю свежее видео, на котором Виктор Хорошилов - мастер спорта по горным лыжам, тренировавший в свое время участников КЕ по скикроссу, об, ясняет своей ученицей, занимающейся у него на скайтэке, что правильное исполнение техничного поворота должно начинаться с движения таза. И в доказательство своих слов предлагает своей ученице начать движение не с ног, а с таза. Она послушно выполнила и он далее комментирует (пишу не дословно, но по смыслу) - вот видишь, насколько быстрее ты начинаешь перемещаться. Занятно слышать такое не от инструктора категории “С", а от мастера спорта». В последней фразе звучит явный сарказм.
И далее: «..надо знать и уметь совсем немного - движение начинается снизу вверх - стопы, голени, колени, но никак ни с движения тазом. А слова тренер может подбирать как угодно, лишь бы смысл не менялся». Ну вот! Подведена «научная база».
Но ему возразили: "Я подобное и от других слышал неоднократно. Елена Вихрева вообще для этого места (таз) придумала название ЦУП по аналогии с центром управления полетами, чтобы лишний раз обратить внимание на то что управление им играет важнейшую роль и нужно думать не о движении ног а о том чтобы продвигать таз". Еще один мастер спорта говорит о КРИТИЧЕСКОЙ важности "продвижения таза".
И далее, интересная цитата: "Тазовый пояс почти неподвижно сочленён с крестцовым отделом позвоночника, поэтому не существует мышц, приводящих его в движение. Мышцы, расположенные на тазе, приводят в движение ногу в тазобедренном суставе и позвоночник." Вот же оно – «начало с таза»!
Человек использует мышцы кора для УСКОРЕННГО (с усилием!) сгибания тела. Мышцы кора тянут «верх и низ» в направлении зеленых стрелок. Верху ничего не мешает двигаться. НО сила трения препятствует движению ног. Схематически это выглядит примерно так:
Сила трения направлена против предполагаемого смещения, то есть она направлена в сторону дивана. По «теореме о движении центра масс системы материальных точек» (это второй закон Ньютона для «протяженных тел») зад человека (там примерно его, человека, центр масс) приобретает ускорение, направленное в сторону дивана. Стопы остаются на месте. Ноги начинают «закантовываться». Угловое ускорение и средняя скорость этой закантовки зависят от усилий человека.
Это и есть - «начинать с таза». Безусловно, на практике нужно слегка согнуть ноги в коленях и слегка согнуться в пояснице вперед. Но любой сделает это интуитивно. Основной вклад в ускорение зада в сторону дивана в этом движении обеспечивают именно мышцы кора. Не стопы и не голени.
На лыжах это будет сделать несколько сложнее. Но закалка-тренировка могут горы свернуть. И будет может даже как-то так, как у этого МС по горным лыжам
Движение не такое уж и простое. Видно, что оно, кроме обеспечения быстрой закантовки лыж, еще как бы "вкручивает" лыжи в поворот. (ЭТО ВТОРОЕ отличие от того движения, которое делает Том Гелли.) Так и есть. Закон сохранения момента импульса помогает. Но это сложные материи. Такие же сложные как объяснение того факта, что кошки всегда приземляются на лапы.
"Вкручивание" лыж в поворот обеспечивает закон сохранения импульса. Лыжник слегка согнут в направлении лыж. Когда он подает таз в сторону от лыж вправо, то он сильнее сгибается в направлении лыж. Возникает вращение общей массы тела лыжника вокруг вертикальной оси , проходящей через его и лыж общий центр масс. Против часовой стрелки красная стрелка на схеме.
По закону сохранения импульса лыжи начинают вращаться в противоположном направлении (зеленая стрелка) и при этом встают на правые канты. При медленом движении лыж начинается поворот направо как за счет постановки лыж на канты и загрузки носов лыж, так и за счет "вкручивания" лыж в правый поворот путем создания некоторого угла руления или скольжения ( так угол между продольной оси лыжи и вектором скорости центра лыжи называют в профильной литературе).
Лыжник подает таз НАПРАВО и этим интенсифицирует поворот ЛЫЖ НАПРАВО. Если лыжник РЕЗКО подаст свой таз направо, то лыжи РЕЗКО вкрутятся в правый поворот. То есть,лыжник может регулировать интенсивность этого "вкручивания" лыж в поворот мышцами своего кора.
Права Вихрева. Таз лыжника, действительно - ЦУП. Подал свой ЦУП направо - повернул напрво. Это обеспечивается, конечно, некоторой гибкостью или "нетвердостью" тела и законом сохранения момента импульса. Эффект этот подобен эффекту "падающей кошки".
Из диаграммы с кошкой легко видеть как происходит "вкручивание" лыж в поворот за счет "подачи таза". Кошка находится в безопорном состоянии лапами вверх и спиной вниз. Ее тело не вращается. Кошка "прокатывает" верхнюю и нижнюю части тела по "условной окружности" в середине ее тела. При этом сохраняется общая форма её тела - "прямой угол". Верхняя и нижняя части тела делают повороты на 360 градусов вокруг своих условных продольных осей, которые указаны синими стрелками на диаграмме. Момент импульса тела кошки не может изменится в безопорном состоянии по закону сохранения момента импульса. Он все время должен быть равен нулю (как вектор). Поэтому вращение верхней и нижней частей тела кошки ВОКРУГ СВОИХ ОСЕЙ (синие стрелки) должно быть скомпенсировано ВСТРЕЧНЫМ вращением "прямого угла" (корпуса кошки) как целого вокруг красной оси (главной оси инерции "прямого угла"). В итоге, верхняя и нижняя части тела кошки повернутся на 180 градусов относительно земли о одном направлении, а "прямой угол" повернется на 180 градусов относительно земли в другом направлении. В итоге кошка оказывается повернутой лапами вниз, а "прямым углом", то есть спиной, вверх.
Тело лыжника в спортивной стойке изогнуто "углом назад". Когда лыжник "подает таз" в поворот, он "прокатывает" верхнюю и нижнюю части тела по "окружносит поясницы" подобно тому, как это делает кошка, и поворачивает их на 90 градусов вокруг их продольных "синих" осей. При отсутствии силы трения "угол" корпуса лыжника повернется на 45 градусов относительно склона вокруг "красной" вертикальной оси и потянет за собой лыжи, которые повернуться на 45 градусов во встречном направлении (если их момент инерции небольшой). То есть, если лыжник "подаст таз" направо от лыж на 90 градусов по отношению к лыжам, то это триведет к повороту легких лыж на 45 градусов относительно склона. С учетом момента инерции лыж относительно вертикальной оси этот угол будет примерно в два раза меньше. Мы описали динамику возможности создания начального значительного УГЛА СКОЛЬЖЕНИЯ (руления) лыж (угла между продольной осью лыж и вектором скорости центра лыж), который приводит как к началу скользящего поворота при незначительной закантовке лыж, так и развития карвингового (резаного) поворота при дальнейшей закантовке лыж. Причем, ЗНАЧИТЕЛЬНЫЙ угол скольжения лыж может быть создан ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО за счет движения таза. При достаточно резком "движении тазом" может получиться даже "хоккейная остановка".
В профильной литературе начальная (первичная) закантовка лыж в "самом первом повороте" и создание начального угла скольжения не рассматривается СОВСЕМ. На сайте скиру лет 15 тому назад была жаркая дискуссия и мы "додумались" только до первичной закантовки лыж "подачей коленей" в поворот. Подача коленей в поворот, безусловно ставит лыжи на канты. Но она не создает начальный УГОЛ СКОЛЬЖЕНИЯ, без которого вход в резаный поворот будет очень долгим и неэффективным.
В профильной литературе вопрос динамики "движения тазом" НИКОГДА не рассматривался. Как и само движение. Для него нет названия, оно не проходит по классификациям возможных движений лыжника. То есть «движение таза» в природе как бы НЕ СУЩЕСТВУЕТ.
Все сказанное по поводу скорости закантовки лыж в литературе игнорирует "движение тазом" и, на данный момент, сводится к тому, что когда-то сказал об этом Ж.Жубер.
Жубер в качестве базовой биомеханической модели для движения «подачи» в поворот рассматривал «простое «сваливание» тела лыжника вбок при потере лыжником равновесия вследствие расслабления мышц - разгибателей одной ноги. Однако, он указывал, что оно слишком медленное. Для узкого ведения лыж это время «простого «сваливания» составляло от 0,5 до 1 секунды, что давало право утверждать, что при выполнении обычных поворотов лыжник должен использовать дополнительные механизмы, ускоряющие наклон. Жубер отмечал, что если «сваливание» необходимо ускорить в области таза, то, расслабив указанные мышцы, нужно еще подтянуть ноги к туловищу (сгибание углом в боковом плане тела). В этом случае вместе с наклоном происходит угловое движение. Но теоретический анализ биомеханики подобного движения не производился.
Жубер был непререкаемым авторитетом, и до "движения тазом" (сгибание углом в боковом плане тела) он почти додумался, но посчитал его несущественным и бесперспективным. Как-то от него ускользнуло, что можно сгибаться с некоторым ускорящим усилием и это существенно ускорит падение. Может он не любил диваны?
Короче, тема "не взлетела". Поправлять его никто не решился, или никто не стал вникать в тонкости. Да и тонкости этого движения слишком "тонкие" - совсем не школьная физика нужна для понимания его динамики.
Но можно сказать, что скорость закантовки при «движении таза» в зависимости от действий лыжника может возрастать в разы по сравнению со скоростью при обычном "сваливании", рассмотренном Жубером. Важно, что скорость закантовки при этом СУЩЕСТВЕННО зависит от действий самого лыжника.
Можно спросить, а ЗАЧЕМ работать мышцами кора и увеличивать скорость закантовки? Ответ простой: если лыжник движется, то при "простом сваливании" под действием гравитации, как только лыжи даже немного встанут на канты, начнется резаный поворот, возникнет центробежная сила, сваливание остновится и начнется подъем. То есть сваливание будет невозможно, так как момент сваливающей силы тяжести в начале сваливания будет маленьким, а возвращающий момент центробежной силы будет гораздо больше. При достаточно резкой начальной подаче таза В СТОРОНУ СВАЛИВАНИЯ (сгибании в сторону сваливания), тело лыжника приобретет за короткое время достаточно большую угловую скорость в сторону сваливания (показано на схеме "у дивана" выше). Момент центробежной силы в итоге остановит падение, но уже при достаточно больших углах закантовки. Конечно, это все верно только когда лыжи режут дугу хотя бы немного.
Но этого никто из столпов горнолыжной науки не понял. В итоге так получилось, что «движения таза» НЕТ в теории техники горных лыж. Оно не подпадает под общепринятую классификацию действий горнолыжника. «Движение тазом» это НЕ АНГУЛЯЦИЯ, которая описывается в общепринятой классификации действий горнолыжника.
Мастера приходят к пониманию этого движения САМИ, вопреки принятым методикам. Поэтому НЕТ и удачного термина для обозначения этого движения. Хотя, само движение можно видеть в упражнениях спортсменов самого высокого уровня. Выше оно было исполнено действующим мастером спорта. Вот еще вариант как на этой гифке.
И покадрово.
Речь, конечно, идет о самом начале движения лыжника, когда скорость еще не очень большая. Но оно позволяет уже после первого поворота, начатого почти "с места" "движением таза" закантовывать лыжи в другой поворот уже по взрослому "из воздуха". Как здесь.
При больших скоростях закантовка лыж спортсменами и экспертами начинается «из воздуха». Никаких А-фреймов, О-фреймов, никаких начальных движений стопами, голенями и прочее. Лыжник "падает на бок" на уже сильно закантованные лыжи, но склон его "подхватывает и отпихивает вверх" и эти полеты продолжаются от поворота к повороту.
Но это совсем другая история.
Физика "движения тазом", для ценителей, с синусами, косинусами и дифференциальными уравнениями изложена в моей статье "Как достичь больших углов закантовки лыж. Динамика ангуляции, врезание лыжи и «эффект весла»". Но чтение потребует усилий.
P.S. А вы и Ник разве не этим здесь занимаетесь?
Еще в 70-х Bear (1976) предложил рассматривать концепцию «расхождения» (divergence) траекторий лыж и лыжника как «ожидание» (anticipation). Он выдвинул идею о том, что расхождение траекторий лыж и лыжника требует от лыжника моментального «падения» в поворот в ожидании (anticipation) возникновения последующей реакции склона, по аналогии с механизмом прямохождения человека. Le Master (2009) предположил, что такая способность «падать» в каждый новый поворот именно в той мере в которой это необходимо – не слишком сильно и не слишком слабо – является навыком, отличающим продвинутых глыжников.
Все есть в природе, тока без косинусов дифференциалов и по японски.