Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 932

Дмитрий Ливанов: «Как знание физики помогает в горнолыжных видах спорта»

Дмитрий Ливанов: «Как знание физики помогает в горнолыжных видах спорта»
Цикл «Рождественских лекций» в НИТУ «МИСиС» продолжается вместе с российским государственным деятелем, доктором физико-математических наук Дмитрием Ливановым

Наука – это спорт, гимнастика ума,

доставляющая мне удовольствие

Все знают, какое место спорт занимает в нашей жизни, но далеко не все задумывались над вопросом, какова связь между спортом и физикой, как развитие физической науки влияет на совершенствование спортивных достижений. Ошибочно полагать, что за великими спортивными достижениями мировых чемпионов кроется только прекрасная физическая подготовка и регулярная работа тренера.

На традиционной «Рождественской лекции» в НИТУ «МИСиС» доктор физико-математических наук Дмитрий Ливанов рассказал, почему спорт без науки, в частности, без физики – бессилен.

«Спортсмену важно понимать не только то, что происходит во время соревнования, но и почему это происходит. Недостаточно слушать тренера – необходимо понимать смысл своих действий», – говорит Ливанов.

Дмитрий Ливанов отметил, что спорт и деньги в современном мире являются уже чуть ли не синонимами, особенно, если речь заходит о профессиональном спорте – в эту отрасль пришли новые технологии, требования, недешевое снаряжение и инвентарь. Времена греческих олимпиад давно позади, и спорт стал частью большого бизнеса.

Однако для того, чтобы добиться выдающихся результатов, необходимо не только ставить цели и находиться в команде профессионалов, но и четко понимать последовательность своих действий и причины неудач, которые, чаще всего, можно объяснить с научной точки зрения. Особенно это касается горнолыжных видов спорта, ведь в этом случае цена ошибки – многочисленные травмы и опасные ушибы.

Какой снег лучше: атмосферный или искусственный?

Существует наука о снеге – гляциология, которая дает объективную оценку снега по многим параметрам. Вид снега определяет технику катания, поэтому горнолыжники, чаще всего, используют свои специфические термины. Профессиональным спортсменам важно такое качество снега как плотность. Этот показатель, в первую очередь, зависит от высоты, на которой лежит снег и температуры воздуха. На плотность снега влияет и количество горнолыжников, катающихся на склоне.

Свежевыпавший мягкий снежный покров толщиной более 20 см спортсмены называют – целина или пухляк. Снежные целинные поля пользуются большой популярностью у горнолыжников и сноубордистов, ведь по свежему снегу легко выполнять различные маневры, трюки и развивать большую скорость.

Жесткий снег или круд снежный покров целинных полей после катания большого количества горнолыжников и сноубордистов. В результате катаний снег уплотняется, образуются глубокие колеи, бугры и другие изменения рельефа. Спортсмену необходимо постоянно реагировать на изменяющуюся обстановку, поэтому колени всегда должны быть полусогнутыми.

Наст – плотный верхний слой снежного покрова, образующийся под действием ветра и колебаний температуры воздуха. Под настом находится мягкий снег. Стоит отметить, что наст значительно затрудняет закантовку и может провалиться под весом горнолыжника.

Мокрый снег (каша) – такой вид снега похож на снежную кашу, которая образуется при повышении температуры до плюсовых показателей. На такой трассе отлично чувствуют себя только поклонники карвинга.

Лед – пожалуй, самый неприятный для горнолыжника покров трассы. Этот вид снега различают по цвету – белый, голубой и черный. Горнолыжник должен выполнять движения с большой осторожностью и точностью.

«Когда человек приезжает на горнолыжный курорт, он сразу интересуется – выпал ли снег, учитывая погодные условия нашей страны и перемену климата, имеющиеся снежные покровы не всегда удовлетворяют спортсмена. Также для горнолыжника важен метаморфизм снежного покрова. Так называется совокупность происходящих процессов, которые приводят к преобразованию структуры снега – изменению формы, размеров и количества кристаллов льда» – объясняет Дмитрий Ливанов.

Без искусственного снега на горнолыжном курорте не обойтись. Даже если зима снежная, на трассы все равно распыляется искусственный снег, который состоит из маленьких кусочков льда, а не из мягких снежинок. В разгар сезона пушки по мере надобности включаются, чтобы ликвидировать недостатки на трассах. Однако использовать пушки можно только при температуре не выше -3оC, иначе распыленная вода не будет замерзать и превращаться в снег. Искусственный снег жестче природного и падать на него больнее.

«Очень часто можно увидеть снежные пушки, работающие при снегопаде. Это очень правильно и делается для того, чтобы получить однородную снежную массу на склоне, которая не позволит снегу превратиться в кашу», – отмечает лектор.

 Горные лыжи: форма и материалы

Даже опытному лыжнику бывает непросто выбрать подходящую пару из огромного многообразия горнолыжных коллекций. Новичку же в этом деле поможет знание основных характеристик горных лыж.

  • Радиус (R) или боковой вырез лыжи. Радиус вычисляется по специальной формуле исходя из размеров лыжи – ее длины и ширины в носке, пятке и талии. Один из самых важных параметров напрямую связан с назначением лыж, он характеризует склонность лыжи к поворотам. Обозначается буквой R или просто числом, указывается в метрах.
  • Длина лыжи. Определяет устойчивость лыжи на ходу.
  • Ширина носка, ширина талии, ширина пятки. Геометрические размеры лыжи в носке, самом узком месте и в конце лыжи.
  • О жесткости горных лыж не пишут в каталогах, но о ней постоянно говорят лыжники и производители. В горных лыжах различают две жесткости – продольную и торсионную. Первая отвечает за то, как лыжа сгибается продольно, вторая – определяет ее сопротивление скручиванию. Для эффективной работы лыж важны оба параметра, поэтому их нельзя рассматривать изолированно друг от друга. Задача всех производителей инвентаря – создавать горные лыжи жесткие торсионно, но гибкие продольно.

Повороты, карвинг, выбор оптимальной траектории в слаломе

Стандартный (простой) поворот на горных лыжах значительно отличается от резанного (карвингового). Вес тела спортсмена в движении переносится на наружную ногу (по отношении к траектории). Освободившаяся нога в движении с «носка» разворачивается в нужную сторону, после чего вес полностью переносится на нее, а «внешняя» лыжа просто подтягивается. Это известная техника, которая обеспечивает четкий, контролируемый разворот не небольшой скорости в простых условиях.

Для карвингового разворота без потери скорости спортсмен выполняет постановку снарядов на боковую поверхность (кант). Вследствие этого лыжа врезается острой поверхностью в снег, ее движение далее автоматически определяется формой радиально изогнутого бокового выреза. Таким образом, траектория движения сразу же изменится в ту сторону, где были загружены канты.

«Регулировка радиуса поворота производится при помощи положения тела, а также работы с массой. Разделение типов условное – широкие и короткие. Широкие характеризуются тем, что радиус получается большим, за счет чего остается больше времени на его выполнение. Это достигается путем существенного смещения центра массы тела в сторону, куда необходимо повернуть. Короткие повороты требуют меньших усилий на работу с положением тела, заключаются в коротком отклонении тела в сторону центра разворота, из-за чего лыжи изгибаются на небольшой радиус и выполняют смену траектории движения. Радиус получается меньшим», – комментирует Дмитрий Ливанов.

Очевидно, что кратчайшая траектория на слаломной трассе – это изломанная линия, соединяющая внутренние флаги ворот. Однако скоростное преодоление дистанции слалома по такому пути практические неосуществимо, потому что лыжник не в состоянии создать при закантовке огромную реакцию опоры для образования должной центростремительной силы. Следовательно, наибыстрейшая траектория в слаломе – движение по оптимальной волнообразной кривой, проходящей вблизи внутренних флагов у каждых ворот.

При выборе того или иного приема на конкретном участке трассы необходимо учитывать следующие факторы – траектория спуска (для поворота это означает величины его радиуса и кругового угла), крутизна и рельеф склона, состояние снежного покрова, скорость движения и характер последующего спуска.

Техника сноубординга. Горные лыжи или сноуборд?

Параметр сравнения

Горные лыжи

Сноубординг

Стойка

Лицом вперед

Боком к направлению движения, заимствована из серфинга

Биомеханика

Естественная для новичка, как при ходьбе или беге

Непривычная для человека, так как ноги зафиксированы

Маневренность

Менее высокая

Более высокая

Средняя скорость

Для опытного любителя до 100 км/ч

Для опытного любителя до 70 км/ч

Сложность обучения

Легче встать, но сложнее прогрессировать

Сложнее встать, но средний уровень достигается легко

Движение по ровной поверхности

Возможно при помощи палок и конькового хода

Практически невозможно. Однако, сноуборд легче при необходимости переносить на руках

Удержание равновесия на склоне

Легко при помощи палок

Требует дополнительных усилий

Требования к физической форме

Большие перегрузки

Меньше перегрузки

Требования к снегу

Любое покрытие склона, включая лед

Трудности на крутых и ледяных склонах. Зато сноуборд удобен на целине и диких склонах

Травмоопасность

Типичны травмы ног: колен и голеней

Хорошая защита практически гарантирует от травм

Отвечая на вопросы присутствующих на лекции гостей, доктор физико-математических наук Дмитрий Ливанов подчеркнул, что физика оказывает огромное влияние на многие сферы нашей жизни, в том числе, на спортивную индустрию.

В современном мире планка спортивных достижений поднята настолько высоко, что обладая только физической подготовкой, спортсмену будет трудно достичь высокого результата. Именно поэтому, физика – надежный друг спортсмена.

горные лыжи дмитрий ливанов рождественские лекции в мисис

Назад

Иллюстрации

Все фото

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.