текст
Формулы на льду
Как эти ловкие ребята достигают такой скорости вращения на льду, что мы не успеваем даже подсчитать обороты? Если для вас ответ очевиден, то вы либо один из них, либо хорошо знаете физику. Всем остальным предлагаем разобраться в тулупах вместе.
Движения фигуриста – объект внимания не только тренера и зрителей. Как двигается спортсмен, куда смещается основной вес тела, с какой скоростью происходит вращение, и как можно усовершенствовать технику выполнения элементов, изучают в научных лабораториях – например, в лаборатории функциональной анатомии опорно-двигательного аппарата университета Милана, Миланского политехнического или Школы медицины университета Сан-Пауло. Для этого применяется оптико-электронная система захвата движения: на тело спортсмена крепят световозвращающие маркеры, а затем все его аксели и тулупы снимают несколько камер. На основе полученного видеоряда выстраивается компьютерная модель движения.
Ключевая величина для любых элементов с вращением – угловая скорость (обозначается греческой буквой «омега» – ω). Она означает, на сколько градусов успел повернуться спортсмен за определенный период времени.
Вращение в пируэте (или опорном вращении: когда спортсмен вращается вокруг своей оси, как флюгер) создается на этапе въезда – толчком ногой или маховым движением свободной ноги и руки. Дальнейшая задача – не потерять скорость.
Заклон (вращение с прогибом) выполняют Аделина Сотникова и Юна Ким (фото – The New York Times)
Против ускорения фигуриста работает инертность – способность тела сохранять состояние равномерного прямолинейного движения или покоя. Она напрямую зависит от расстояния между осью вращения и частями тела фигуриста, а также их массы. Проще говоря, победить инертность помогает группировка.
Ключевая величина для любых элементов с вращением – угловая скорость (обозначается греческой буквой «омега» – ω). Она означает, на сколько градусов успел повернуться спортсмен за определенный период времени.
Вращение в пируэте (или опорном вращении: когда спортсмен вращается вокруг своей оси, как флюгер) создается на этапе въезда – толчком ногой или маховым движением свободной ноги и руки. Дальнейшая задача – не потерять скорость.
Заклон (вращение с прогибом) выполняют Аделина Сотникова и Юна Ким (фото – The New York Times)
Если фигурист вращается ласточкой, то скорость его пируэта в 7 раз ниже, чем во вращении стоя с прижатыми вдоль тела руками. Только одна группировка рук способна увеличить скорость вращения почти вдвое.
Прыжок состоит из разбега, толчка, полета и приземления.
Вращательное движение создается во время толчка. Фигурист сгибает одну ногу, а другую ногу и руки отводит в положение для маховых движений. Он отталкивается ото льда, почти как баскетболист, забрасывающий мяч в корзину.
Полет состоит из группировки и разгруппировки. При группировке угловая скорость увеличивается, чтобы фигурист мог совершить нужное число оборотов.
Для выполнения прыжков с двумя оборотами и более спортсмену нужна фиксация группировки. Она происходит после прохождения верхней точки элемента. Подобная техника создает у нас впечатление, что фигурист завис в воздухе.
Разгруппировка уменьшает угловую скорость, иначе все может закончиться травмой во время приземления.
Величина амортизационной перегрузки, то есть силы, действующей на тело фигуриста в вертикальном направлении, при приземлении может превышать 100 кг.
У одного и того же элемента (например, акселя) параметры скорости разбега, высоты прыжка и времени полета примерно одинаковы, вне зависимости от того, сколько оборотов делает фигурист.
K = Iω = const
Эта формула описывает идеальный пируэт как вращательное движение. Величина кинетического момента (грубо говоря, «запаса движения») при отсутствии действия внешних сил стремится к постоянству и равна произведению момента инерции на угловую скорость: чем больше I, тем меньше ω, и наоборот. Прыжок состоит из разбега, толчка, полета и приземления.
Вращательное движение создается во время толчка. Фигурист сгибает одну ногу, а другую ногу и руки отводит в положение для маховых движений. Он отталкивается ото льда, почти как баскетболист, забрасывающий мяч в корзину.
Полет состоит из группировки и разгруппировки. При группировке угловая скорость увеличивается, чтобы фигурист мог совершить нужное число оборотов.
Для выполнения прыжков с двумя оборотами и более спортсмену нужна фиксация группировки. Она происходит после прохождения верхней точки элемента. Подобная техника создает у нас впечатление, что фигурист завис в воздухе.
Разгруппировка уменьшает угловую скорость, иначе все может закончиться травмой во время приземления.
Величина амортизационной перегрузки, то есть силы, действующей на тело фигуриста в вертикальном направлении, при приземлении может превышать 100 кг.
У одного и того же элемента (например, акселя) параметры скорости разбега, высоты прыжка и времени полета примерно одинаковы, вне зависимости от того, сколько оборотов делает фигурист.
ϕ = ξ∙η∙ω0∙t
Этот набор греческих букв – формула, которая говорит нам, что угол поворота спортсмена в воздухе (ϕ – фи) равен произведению времени полета (t), угловой скорости в момент отрыва (ω0) и двух коэффициентов, обозначающих скорость (ξ – кси) и плотность (η – ню) группировки. Проще говоря, будет прыжок тройным или четверным, зависит от того, как быстро и близко спортсмен прижмет конечности к туловищу. Ну, и от того, каких размеров это туловище. Тяжело быть широким фигуристом.
Коротко
Светлана Камалова
Машины и Механизмы
Всего 0 комментариев
