На этой неделе
  • 18 января, понедельник
    • 16:30
      Биатлон
      "Биатлон. Live". Специальный репортаж 12+
  • 21 января, четверг
    • 16:15
      Биатлон
      Кубок мира, 15 км, индивидуальная гонка, жен.
  • 22 января, пятница
    • 15:05
      Биатлон
      Кубок мира, 20 км, индивидуальная гонка, муж.
    • 22:00
      Прыжки на лыжах с трамплина
      Кубок мира, Квалификация, муж.
  • 23 января, суббота
    • 10:25
      Лыжные гонки
      Ski Classics, 42 км, марафон, класс., жен./муж.
    • 12:20
      Лыжные гонки
      Кубок мира, 7,5+7,5 км, скиатлон, жен.
    • 13:20
      Лыжное двоеборье
      Кубок мира, Прыжки с трамплина, муж.
    • 13:20
      Лыжные гонки
      Ski Classics, 42 км, марафон, класс., жен./муж.
    • 14:50
      Биатлон
      Кубок мира, 12.5 км, масс-старт, жен.
    • 14:50
      Лыжные гонки
      Кубок мира, 15+15 км, скиатлон, муж.
    • 16:45
      Биатлон
      Кубок мира, 4 х 7.5 км, эстафета, муж.
    • 17:10
      Лыжное двоеборье
      Кубок мира, 2 х 7,5 км, Командный спринт, муж.
    • 18:15
      Прыжки на лыжах с трамплина
      Кубок мира, Командный старт, муж.
  • 24 января, воскресенье
    • 11:25
      Лыжные гонки
      Кубок мира, 4х5 км, эстафета, жен.
    • 12:25
      Лыжные гонки
      Кубок мира, 4х7,5 км, эстафета, муж.
    • 14:25
      Биатлон
      Кубок мира, 4 х 6 км, эстафета, жен.
    • 15:15
      Лыжное двоеборье
      Кубок мира, 10 км, Гонка по системе Гундерсена, муж.
    • 16:05
      Биатлон
      Биатлон с Дмитрием Губерниевым (12+)
    • 16:45
      Биатлон
      Кубок мира, 15 км, масс-старт, муж.
    • 17:45
      Прыжки на лыжах с трамплина
      Кубок мира, Индивидуальный старт, муж.
МАСТЕРА СМЛР 150
Кондратюк Анатолий
150
Кондратюк Анатолий
Софрино-1 1980
МАСТЕРА СМЛР 125
Емельянов Сергей
136
Емельянов Сергей
Москва 1956
МАСТЕРА СМЛР 100
Конопелько Фёдор
109
Конопелько Фёдор
Москва 1943
Якимов Виктор
101
Якимов Виктор
Пермь 1955
МАСТЕРА СМЛР 75
Ляпустин Михаил
76
Ляпустин Михаил
Москва 1958
ПОЧЁТНЫЕ МАСТЕРА СМЛР
Чечёткин Сергей
73
Чечёткин Сергей
Сергиев Посад 1985
Румянцев Иван
71
Румянцев Иван
Пермский край 1964
Лавриненко Владимир
69
Лавриненко Владимир
Москва 1964
Щитов Андрей
69
Щитов Андрей
Юбилейный 1985
Ингеройнен Владимир
68
Ингеройнен Владимир
Санкт-Петербург 1968
Кривенков Сергей
67
Кривенков Сергей
Москва 1967
Пастухов Николай
67
Пастухов Николай
Санкт-Петербург 1960
Трипака Сергей
66
Трипака Сергей
Юбилейный 1979
Полный список мастеров

Почему едут лыжи?

18.03.2006 00:00
Почему едут лыжи? (Страничка в школьный учебник физики?)
Рассмотрим простую и достаточно грубую модель скольжения лыжи по снегу. При скольжении в зоне носка лыжи образуется (за счёт тепла от работы силы трения) водяная плёнка. Далее лыжа скользит по плёнке над поверхностью снега. При этом сила трения от скольжения по плёнке мала по сравнению с трением лыжи о сухой снег.

Масса воды в водяной плёнке, образующаяся в единицу времени:

m= V*h*d*p                       (1)

V-скорость движения
h-толщина плёнки
d-ширина лыжи
p-плотность воды

Количество тепла (энергия), затрачиваемая в единицу времени на образование плёнки:
Q=m*(C+q*T)                      (2)

m-масса
С- удельная теплота плавления снега
q- удельная теплоёмкость снега
T- температура ниже нуля в градусах Цельсия
Снег надо нагреть до 0 град. Цельсия и растопить :)

Работа силы трения в единцу времени:
A=F*V
F-сила трения
v-скорость

Предположим, что вся работа силы трения уходит на образование водяной плёнки
(Очень хорошо подготовленная трасса):
Q=A                               (3)
V*h*d*p*(C+q*T) = F*V

откуда

F=h*d*p*(C+q*T)                   (4)

Из (4) можно сделать ряд интересных выводов и задать несколько вопросов.
1. На хорошей трассе сила трения лыжи о снег не зависит от скорости !! На идеальной трассе тормозим за счёт сопротивления воздуха.
2. Быстрее едет узкая и длинная лыжа, чем широкая и короткая. Предельный случай - коньки на катке (Самая узкая лыжа и идеальная трасса). Замечательный вывод :) - стоило ради этого написать пару формул.
3. При некоторой отрицательной температуре энергии трения не хватит для прогревания снега и образования плёнки - лыжи 'встанут'. При сильных морозах лыжи не едут - известно всем лыжникам. Более того в морозную погоду лучше едут деревянные лыжи - дерево хуже отводит тепло, чем пластик и имеет больший коэффициент трения.
4. Если трасса плохо подготовлена (для данной лыжи !), большая часть энергии уходит на разгребание и уплотнение снега. Снег хрустит - лыжи не едут. Наша модель не работает :( .
5. А где же тут лыжные мази и парафины? Видимо модель слишком грубая? А может и не нужны они совсем? ;)
6. Скользящая поверхность на носке у лыж Ф и А другого цвета - не только декоративный элемент? ;)
7. На самом деле всё выглядит видимо несколько сложней. На неровной трассе (а она всегда неровная) поверхность лыжи трётся о снег не только носком, но многими элементами скользящей поверхности. Маленький элемент уже растопивший снег в водяную плёнку 'передаёт' её следующим за ним участкам скользящей поверхности. Но этот эффект распределён по всей скользящей поверхности. Поэтому все рассуждения применимы к микроучасткам, а полную картину даст интеграл по всей скользящей поверхности лыжи.
Здесь же дана только качественная картина скольжения лыжи по снегу.




ещё предложения
18.03.2006 23:26
из (4) следует,что сопротивление не зависит от материала. Да здраствуют лыжи из любых подручных материалов.

"сила трения от скольжения по плёнке мала по сравнению с трением лыжи о сухой снег."
а зачем накатки?  по моему они уводят воду из-под лыжи...

отсуда же следует, что при идеальной трассе и температуре +0,1*С трение только об воздух

в общем эту теорию надо дороботать, а я придумал вот что:

сила водомётного двигателя (он же воздухомётный = (U-V)dm/dt

u - скорость выброса топлива из сопла
V - скорость движения тела
m - масса топлива
t - время

так вот... можно ведь выдыхать не вперед, а поворачивать голову назад либо через трубку выдыхать

выигрыш в силе = 2(разница в скорости выметания)*3(скорость выдыхания)*0.033(плотность воздуха*3литра)/1(время выдоха) = 0.2Н

есть над чем задуматься

p.s писал, т.к делать нечего... не пинайте
Ссылка Рейтинг: +2 +2 0
Накатки...
19.03.2006 10:33
не уводят воду из под лыжи а равномерно распределяют ее по поверхности, излишки только выводят. Излишки - это когда получается подсос. Мокрое трение предпочтительнее сухого.
Вверх Ссылка Рейтинг: +1 +1 0
Мне пишут, что забыл заголовок сообщения написать
19.03.2006 15:35
Насчет выдыхания - предлагаю использовать трубку типа тех, что в подводном скоростном плавании используются. Если совместить с аэродинамическим кокошником, то... ВПОЛНЕ ТЯНЕТ НА ПАТЕНТ стоимостью в 500 килоамериканских рублей. Кто будет подавать - прошу выплатить мне гонорар в размере 10%
Вверх Ссылка Рейтинг: +1 +1 0
Извините - погорячился  :)
02.06.2006 13:03
То что сила трения не зависит от скорости вовсе не означает , что она равна нулю.
Поэтому:
1. На хорошей трассе сила трения лыжи о снег не зависит от скорости !! На идеальной трассе тормозим за счёт сопротивления воздуха И ПОСТОЯННОЙ (НЕ ЗАВИСЯЩЕЙ ОТ СКОРОСТИ) СИЛЫ ТРЕНИЯ О СНЕГ.
Ссылка Рейтинг: 0 0 0
так просто
02.06.2006 18:26
Простите, но вы вообще решили другую задачу.
А именно - какой должна быть сила трения для образования из снега пленки воды таких-то геометрических размеров.
Грубо говоря, она не имеет ничего общего с нахождением силы трения лыжи о снег.
Результаты в лыжном спорте измеряются не толщиной водяной пленки :))
Вверх Ссылка Рейтинг: +1 +1 0
и еще
02.06.2006 18:43
В школьном учебнике физики была бы такая простая %))модель:
По снегу температуры t со скоростью v едет абсолютно жесткая прямоугольная лыжа шириной a, длиной b и массой m постоянной толщины. Коэффициент сухого трения - k, коэффициент "жидкого трения" - b.
Найти совокупную силу трения.

Задачка простая.

К сожалению, слишком грубы допущения.
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
забыл
02.06.2006 18:52
Э-э-э, да, я еще забыл толщины водяной пленки h, при которой трение становится жидким.

:)))
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
Конечно модель грубая...
03.06.2006 00:58
Конечно модель грубая и в ней есть неточности и ошибки, но ...
Даже такая простая модель позволяет объяснить (грубо и неточно) от чего зависит сила торможения лыжи при скольжении по снегу. И оценить возможность её уменьшения - то есть увеличения скорости.
Повторю некоторые выводы:
- широкая лыжа тормозит сильнее, чем узкая;
- чем ниже температура - тем сильнее тормозит лыжа.
Вязким жидким трением (формулу для которого привёл Дима в соседней ветке форума ) я пренебрёг что не совсем (или совсем не) верно.

Я не претендую на абсолютную истину :) (здорово завернул - прямо профессор), и благодрен всем кто откликнулся и откликнется.
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
прямые следствия допущений
05.06.2006 14:02
Эти выводы можно прямо получить из допущений модели, без всяких формул.
- про широкую лыжу - да, потому что считаем снег абсолютно жестким
- про температуру - да, потому что основной задачей лыжи в модели принято плавление снега :)))

Кстати, трение лыжи о снег без образования водяной пленки тоже не совсем классическое "сухое трение", ведь снег - субстанция сыпучая :)) Поэтому сила трения будет, вообще говоря, зависеть от площади лыжи.

А вот совсем не в тему, но тоже о теории - почему лыжи не делятся на левую и правую? Мне кажется, какие-нибудь полпроцента эффективности можно было бы получить. А это очень много. :))
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
Как это не делятся!
06.06.2006 06:31
Зайдите на мой сайт www.vector-ski.com
Там практически все конструкции лыж делятся на левые и правые. И в этом их преимущество.
Кстати, в 89 и 90 году наш (СССР)представитель Акентьев на заседаниях технического совета ФИС пытался снять ограничения в требованиях ФИС о взаимозаменяемости (левой и правой) лыж. Это было сделано с моей подачи при поддержке Аникина Н.П. Ограничение в требованиях ФИС по взаимозаменяемости лыж сняли только в 92 году.
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
Очередной...
02.06.2006 14:59
...сферический конь в вакуме.
Ссылка Рейтинг: +1 +1 0
Нууу, свой... в доску
02.06.2006 17:34
смотри чтобы не съели тебя ;)
Ссылка Рейтинг: 0 0 0
Авось не съедят ;)
02.06.2006 23:11
Народ здесь дружелюбный, весёлый и не злой - авось не съедят :)
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
ИМХО есть принципиальная ошибка
02.06.2006 18:57
Если не ошибаюсь, работа А есть произведение силы F и ПУТИ (перемещения) S т.е. A=F*S
Ссылка Рейтинг: 0 0 0
В единицу времени - это важно
02.06.2006 23:19
Работа силы трения в единцу времени:
A=F*S
A/t=F*S/t - работа в единицу времени
S/t=v - скорость
F-сила трения
v-скорость

правую и левую части поделили на время
Дима - вы правы, спасибо что указали на неточность.
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
Может лучше написать
03.06.2006 17:08
/...На хорошей трассе сила трения лыжи о снег не зависит от скорости !! На идеальной трассе тормозим за счёт сопротивления воздуха.../

Если предположить, что сила трения не зависит от скорости, то может лучше написать, что при РАЗГОНЕ тормозим за счет воздуха, ведь  Fтр никуда не девалась, она действует всегда?
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
Еще кое-что
03.06.2006 17:57
/... А где же тут лыжные мази и парафины? Видимо модель слишком грубая? А может и не нужны они совсем? ;) .../

Парафины влияют на коэффициент трения, следовательно ужЕ автоматически учтены в величине Fтр. Вырази  в формуле Fтр через коэффициент трения - вот и более продвинутая формула получилась ;)
Далее. Чем ниже температура воздуха, тем в единицу времени больше тепла рассеивается и меньше идет на образование водяной пленки - доля сухого трения выше, чем в теплую погоду и наоборот. Следовательно в (3) перед Q должен стоять температурозависимый коэффициент, не превышающий единицы.
Далее.Не следует забывать, что излишняя толщина водяной пленки вредна - будет подсос, и тогда Fтр начинает зависеть от скорости. Реально при движении лыжи по снегу существует компромисс между сухим и смоченным трением - самосогласованный процесс, в котором сухое трение создает воду, структура лыжи рвет водяную пленку, вновь возникающее сухое трение опять создает воду и т.д для всех микроучастков скользящей поверхности. Поэтому должна быть система уравнений - для сухого и смоченного трения и для них должны быть определены граничные условия.
Еще важно понимать, что все вышесказанное относится к условиям детерминированного коэффициента трения, однако реальный сухой Ктр зависит от температуры и влажности воздуха (форма снежинок), учет чего мы пока не рассматривали.
Таким образом все очень, очень не просто...

ИМХО
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
о расходуемой мощности
05.06.2006 19:17
То, что Вы назвали мудреным термином работа силы трения в единицу времени, имеет в физике название - мощность, расходуемая на покрытие трения. Ваши славные формулы верны для случая равномерного прямолинейного движения, которое имеет место в бесшажном ходе - поддерживаем скорость за счет толчка руками.Парафины, по-видимому, позволяют обеспечивать определенное соотношение коэффициента трения и угла смачивания. Вся беда теории циклеванных лыж - универсальность покрытия, которое годится для всех без исключения условий. Реально же работа инженеров заключается в нахождении компромиссов, обеспечивающих функционирование конструкции.
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
Тогда если
02.06.2006 19:22
Облить лыжу кипятком или чем-нибудь теплым она должна просто лететь. Или развести на лыже костер.
Ссылка Рейтинг: +1 +1 0
Точно
02.06.2006 19:31
О, блин - инфракрасный скользяк на мороз - надо срочно патентовать :)
Вверх Ссылка Рейтинг: +1 +1 0
Т.е. требуется изобрести ...
02.06.2006 21:59
Что-то типа обогрева скользящей поверхности по аналогии с обогревателем заднего стекла в авто и конструкции теплых полов. ( Естественно, батарейки – аккумуляторы должны помещаться в тело лыжи, а )
Вот вам и путь конструктивного совершенствования лыж!
Вверх Ссылка Рейтинг: +1 +1 0
До батарейки в лыжах боюсь не дойдёт :)
02.06.2006 23:28
В санном спорте греть полозья на солнце (!) давно уже запрещено правилами и температуру полозьев перед заездом контролируют судьи.
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
Для начала оцените параметры батарейки
03.06.2006 13:03
Для справки: квалифицированный лыжник совершает работу против силы трения и аэродинамического сопротивления во время движения мощностью порядка 300-400 Вт. Большая часть этой мощности тратится на генерацию тепла под лыжей. Как говаривал Ухудшанский, - Хотите вставить батарейку - Ну - Ну ...
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
нда уж
03.06.2006 19:12
Ребят, вы это серьезно,что-ли?
Почему едут лыжи?
По снегу.
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
Это узкий подход
05.06.2006 11:57
А если организовать отвод тепла от тушки лыжника во время движения? Мощности еще и на стоп-сигнал хватит.  
Вверх Ссылка Рейтинг: +1 +1 0
солнечная энергия
05.06.2006 12:02
 Черная верхняя поверхность лыж, металлизированые соты передают тепловую энергию на скользячку...
или солнечные батареи по всей лыже, электрические нагревательные элементы в скользячке.
Жаль не владею цифрами, какие там токи пально получить    
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
опечатка
05.06.2006 12:12
 страсть как не люблю опечатки, имел в виду "реально", да, еще можно комбез обклеить фотоэлементами, тогда может хватит на обогрев фляги...
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
Много допущений  теории
29.11.2020 21:36
решил поднять тему, так как дискуссия возникла.

Длинные или короткие? Какие лыжи едут быстрее?
Всё зависит от условий на трассе и распределения давления по поверхности лыж. Однозначного ответа нет. Не во всех условиях будут длинные лыжи побеждать, даже просто при скатывании в лыжне.
Если бы всегда длинные побеждали с большим преимуществом, то все на самых длинных ездили бы. И это мы не рассматриваем классическое и коньковое отталкивание, что тоже влияет на конструкцию лыж для увеличения средней скорости на дистанции.
Ссылка Рейтинг: +2 +2 0
Можно ли предположить что с короткими горбами давления лыжи будет большее удельное давление в результате и сильнее плавиться снег?
В одной западной работе по скольжению лыж был вывод о том что более тяжелые лыжники имеют преимущество на морозе.
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
на морозе
30.11.2020 09:48
и на асфальте. :D
Вверх Ссылка Рейтинг: +2 +2 0
30.11.2020 18:09
Еще в пивных
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
Для участия в вашей дискуссии
30.11.2020 18:36
Не очень давно давал ссылку на новые исследования в этом направлении
https://www.skisport.ru/forum/cross-country/78882/#1021321

Это, конечно, не абсолютная истина. Кое-что надо поправить. Там еще очень много непонятного. Но все же шаг большой. Для дискуссии самое-то. :)
Вверх Ссылка Рейтинг: 0 0 0
Обычно
30.11.2020 20:45
задаются вопросом почему лыжи не едут :)
Ссылка Рейтинг: +2 +2 0