Принципиальное отличие классического хода от конькового состоит в том что в классике в момент толчка лыжа стопорится всегда. Скорость передвижения классикой во многом определяется скоростью толчка и частотой смены ног. В коньковом же ходе фаза толчка накладывается на фазу скольжения. Усилие прикладывается к лыже почти перпендикулярно к направлению движения лыжи с небольшим отклонением. В этот момент лыжа начинает кантоваться на внешний кант. Возникает реакция опоры направленная строго перпендикулярно направлению движения лыжи. При этом не важно стоит лыжа или равномерно движется. При сложении усилия, прикладываемого к лыже, и реакции опоры возникает результирующая сила, направленная вдоль направления движения лыжи. А поскольку сила трения-скольжения значительно меньше результирующей силы, то лыжа получает дополнительное ускорение. При коньковом ходе длина хода ноги в момент толчка и частота движений - величины практически постоянны в независимоси от скорости хода. Поэтому при разгоне, чтобы обеспечить полный ход ноги, лыжа ставится под большим углом по направлению движения лыжника. С увеличением скорости угол начинает уменьшаться до определенного предела, необходимого для поддержания текущей скорости. При установившейся скорости результирующая сила компенсирует силу трения-скольжения вдоль лыжи. В момент толчка нога как-бы уходит несколько назад, но лыжа при этом не останавливается и продолжает движение. Это связано с тем, что при таком движении на толчок работает большее число мышц. При чисто боковом толчке движение более затратно, хотя и возможно. Сам толчок при коньковом ходе более продолжителен во времени. Активная фаза толчка составляет больший процент времени в цикле движения, поэтому ход и является более эффективным, хотя лыжа при этом проходит большее расстояние, чем при кассическом ходе. На кадрах движения лыжников то, что я описал хорошо видно и явно видно скольжение толчковой лыжи.
"При сложении усилия, прикладываемого к лыже, и реакции опоры возникает результирующая сила, направленная вдоль направления движения лыжи". поперёк направления движения лыжи. Чем выше скорость, тем тем меньше угол почему? Я полагаю, при этом часть энергии толчка уходит на удержание необходимого направления движения т.е. КПД хода снижается и конечном итоге стремится к нулю, когда лыжи направлены в сторону движения (классика) тогда по Модесту необходима жесткая связь.
------------------------------------------ Чем выше скорость, тем тем меньше угол почему? Я полагаю, при этом часть энергии толчка уходит на удержание необходимого направления движения т.е. КПД хода снижается и конечном итоге стремится к нулю, когда лыжи направлены в сторону движения (классика) тогда по Модесту необходима жесткая связь. ------------------------------------------
Почему меньше угол - это чистая геометрия. Потому что при равной поперечной скорости к концу толчка (один катет треугольника), разная продольная скорость (другой катет).
Прирост энергии после каждого толчка одинаковый и не зависит от скорости и равен масса лыжника умноженная на квадрат поперечной скорости к концу толчка пополам. А вот траты энергии за единицу пройденного расстояния и, так сказать, геометрический КПД как раз соответственно меньше (траты) и больше (КПД) при большей скорости, из-за более "прямого" зигзага.
Любая система движущаяся за счет внутрених сил является неголономной, хотя бы одна свзяь д.б. неголономной. Примеры:
1) Бегун, скорость стопы при толчке от дорожки=0, скрость есть функция от времени - неголономная связь.
2) Лыжник, идущий классическим ходом в момент толчка, тоже самое что и бегун - неголономная связь.
3) Любое колесное устройство - скорость обода, покрышки в точке касания колеса о поверхность равна нулю.
4) Лыжник идущий коньковым ходом с палками. В момент толчка руками скорость палок и рук равна нулю.
Движение таких систем необратимо, а уравнения движения неинтегрируемы.
>>> При сложении усилия, прикладываемого к лыже, и реакции опоры возникает результирующая сила, направленная вдоль направления движения лыжи
Реакция опоры - направлена под прямым углом к поверхности (в направлении удерживающей связи, создаваемой поверхностью). Усилие выпрямления ноги направлено перпендикулярно оси лыжи. Если лыжа лежит горизонтально, то оба эти вектора лежат в плоскости перпендикулярной оси лыжи, значит их сумма тоже. Равнодействующая этих сил приложена перпендикулярно лыже, а не вдоль.
И, наконец, если бы владели предметом, то написали бы:
5) Лыжник идущий коньковым ходом без палок. Неголономная связь типа больше-меньше - скорость толчковой лыжи должна быть меньше скорости ЦТ. То же самое что и ходьба по льду - главное чтобы толчковая нога не обогнала ЦТ.
В движении толчковой лыжи самой по себе никакой неголономной связи нет и ее перемещение вперед или назад ничем не ограничено, поэтому оттолкнуться скользящей лыжей нельзя.
Модест, знаете в чём ограниченность вашего подхода
07.10.2005 15:45
Если вы продолжаете вести дискуссию серьёзно, то вы упорно демонстрируете свою ограниченность, как специалиста механика. Я уже обращал ваше внимание, что весь мат. аппарат механики разработан, для упрощения описания определённых частных случаев. Для вас же он стал фетишем. Если бы всё упиралось в мат. аппарат, лучшими физиками были бы математики. Такой специальности, как физик не существовало бы. Задача физика состоит в создании адекватной поставленной задаче модели явления. Есть такое поняти - чувство физики. У вас оно (если то, что вы пишите, вы пишите серьзно) не на высоте. Под этим понятием обычно имеют в виду способность создать адекватную модель, чувствовать наиболее значимые факторы, умение пренебречь незначительным. Возможно при расчёте морских платформ приводимые вами понятии и ур-ния удобны. Но не забывайте, что вся классическая механика покоится на законах Ньтона, сохранения энергии и сохранения момента импульса (возможно последний есть следствие предыдущих; не хочется на этом сейчас заморачиваться; не суть). Рассматриваемый случай конькобежца адекватно (нашим требованиям дать чисто качественную оценку) и просто описывается школьным аппаратом. Предлагаемый вами подход неоправдано громоздок для этой задачи. Но для вас это что-то вроде фетиша. Сделать просто вам не интересно. В качестве гимнастики для ума и тренировки умения применять ваш аппарат можно воспользоваться и им. Но вы этого сделать не смогли, т. к. пришли к абсурду. Возможно применить его к металическим фермам гораздо проще, чем к такому элементарному школьному случаю. Честно говоря, я не понимаю о чём вы спорите сейчас. Т. к. возможность толкнуться катящейся лыжей вы признали. А вопрос вы ставили именно так. Можно или нельзя. Вы согласны, что можно. О чём спорим?
Сидел и ждал как же ответит и дождался. Ответ был как всегда в класическомт стиле словоблудия. Такими ответами блистал только один известный мне человек - это М.С. Горбачев.