Skidåkningens fysik
Skidåkningens fysik avser analysen av de krafter som verkar på en person under skidåkning .
En skidåkares rörelse bestäms av de fysiska principerna för bevarande av energi och de friktionskrafter som verkar på kroppen. Till exempel, i utförsåkning, när skidåkaren accelereras nedför backen av tyngdkraften, omvandlas deras gravitationella potentiella energi till kinetisk energi , rörelseenergin. I det ideala fallet skulle all potentiell energi omvandlas till kinetisk energi; i verkligheten går en del av energin förlorad till värme på grund av friktion .
En typ av friktion som påverkar skidåkaren är den kinetiska friktionen mellan skidorna och snön. Friktionskraften verkar i motsatt riktning mot rörelseriktningen, vilket resulterar i en lägre hastighet och därmed mindre kinetisk energi. Den kinetiska friktionen kan minskas genom att applicera vax i botten av skidorna vilket minskar friktionskoefficienten . Olika typer av vax tillverkas för olika temperaturområden eftersom snökvaliteten ändras beroende på nuvarande väderförhållanden och snöns termiska historia. Skidans form och konstruktionsmaterial kan också i hög grad påverka krafterna som verkar på en skidåkare. Skidor designade för användning i pudertillstånd skiljer sig mycket från skidor som är designade för användning på preparerade spår. Dessa designskillnader kan hänföras till skillnaderna i snökvaliteten .
En illustration av hur snökvaliteten kan vara olika följer. I ett område som upplever fluktuationer i temperaturer runt 0°C - minusgrader i vattnet, är både regn och snöfall möjliga. Våt snö eller den blöta marken kan frysa till ett halt is. I ett område som konsekvent upplever temperaturer under 0°C leder snöfall till ansamling av snö på marken. När den är ny är den här snön fluffig och puderliknande. Den här typen av snö har mycket luftutrymme. Med tiden kommer denna snö att bli mer kompakt och de lägre snölagren blir tätare än det översta lagret. Skidåkare kan använda denna typ av information för att förbättra sin skidupplevelse genom att välja lämpliga skidor, vax eller genom att välja att stanna hemma. Sök- och räddningsteam och användare i backcountry litar på vår förståelse för snö för att navigera i farorna utomhus.
Den andra typen av friktionskraft som verkar på en skidåkare är motståndet . Detta kallas vanligtvis " luftmotstånd ". Dragkraften är proportionell mot en kropps tvärsnittsarea (t.ex. skidåkaren) och kvadraten på dess hastighet och densitet i förhållande till den vätska som kroppen färdas genom (t.ex. luft). För att åka snabbare kan en skidåkare försöka minska sin kropps tvärsnittsarea. Utförsåkare kan anta mer aerodynamiska positioner som tucking. Alpina skidåkare bär hudtighta tävlingsdräkter. Det allmänna fysikområdet som adresserar dessa krafter är känt som vätskedynamik .
- ^ DA Lind och SP Sanders. Skidåkningens fysik. Skidåkning på Triple Point. Springer, New York (2003).
- ^ "Avalanche Canada" .
externa länkar
- Matematiska modeller av skidåkningens fysik
- Papper på snideri
- Kvadratkublagen i flygplansdesign
- Snowpack
- Lavinträning