Сила трения скольжения

Наш логин:14f1385
«Готовимся к
зимней
Олимпиаде:
советы
спортсменам и
тренерам.
Олимпийские игры — крупнейшие
международные комплексные
спортивные соревнования, которые
проводятся каждые четыре года.
Традиция, существовавшая в Древней
Греции, была возрождена в конце XIX
века французским общественным
деятелем Пьером де Кубертеном.
Олимпийские игры, известные также
как Летние Олимпийские игры,
проводились каждые четыре года,
начиная с 1896, за исключением лет,
пришедшихся на мировые войны. В
1924 году были учреждены Зимние
Олимпийские игры, которые
первоначально проводились в тот же
год, что и летние. Однако начиная с
1994 года, время проведения зимних
Олимпийских игр сдвинуто на два
года относительно времени
проведения летних игр.
Пьер де Кубертен
1. Бобслей
 В программе всех
Игр за исключением
1960. Сначала
проходили только
соревнования
мужских четверок, в
1932 к ним добавили
мужскую, – а в 2002 и
женскую – двойку.
2.Керлинг
Входил в программу
самых первых Зимних
олимпийских игр, потом
несколько раз был
представлен как
показательная
дисциплина, а с 1998
вновь как официальная.
Соревнования проводятся
в женском и мужском
разряде.
3.Лыжные гонки.
 Были в программе
всех олимпийских игр:
сначала только
мужские, а затем и
женские. Спортсмены
соревнуются в 12 видах
(муж. и жен.)
программы:
индивидуальная гонка
(на разные дистанции),
спринт, масс-старт,
эстафета и гонка
преследования.
4.Лыжное (северное) двоеборье.
Лыжное (северное)
двоеборье: лыжные
гонки + прыжки с
трамплина. С 1988,
помимо
индивидуальных,
проводятся и командные
соревнования. А в 2002 в
программу вошла новая
разновидность лыжного
двоеборья – спринт.
5.Прыжки с трамплина.
 В 1964 к
«обычным» прыжкам
добавлены прыжки с
гигантского
трамплина, а в 1988 –
командные
соревнования.
Участвуют только
мужчины.
6.Скоростной бег на коньках.
Поначалу был
исключительно мужской
дисциплиной. В 1932
женщины провели
показательные выступления, а
с 1960 конькобежки участвуют
в официальных
соревнованиях. В
современной олимпийской
программе бег на 500 м, 1000
м, 1500 м, 3000 м (только
жен.), 5000 и 10 000 (только
муж), а также командная
гонка преследования.
7.Фигурное катание на коньках.
Первый из
зимних видов
спорта, попавший в
олимпийскую
программу – в 1908.
В 1976 к
одиночному (муж и
жен) и парному
катанию были
добавлены танцы
на льду.
8.Хоккей с шайбой.
Дебютировал
как олимпийская
дисциплина в 1920
и входил в
программу всех
ЗОИ. С 1998 кроме
мужского
проводится также
турнир женских
команд
9.Скелетон
 Входил в программу
Зимних олимпийских игр в
Санкт-Морице в 1928 и
1948. Именно здесь
зародилась эта
разновидность санного
спорта (отличие в том, что в
скелетоне спортсмен лежит
на санях не на спине, а
ничком). Вновь включен в
программу Игр в 2002.
Соревнования проходят в
мужском и женском
разряде.
10.Горные лыжи.
После дебюта на Зимних
олимпийских играх -1936 их
собирались исключить из
программы следующих Игр
ввиду несоответствия
горнолыжников
любительскому статусу. Тем
не менее, на первых
послевоенных Играх горные
лыжи вновь попали в
программу. Горнолыжники
разыгрывают 10 комплектов
наград (муж. и жен.): в
скоростном спуске, слаломе,
гигантском слаломе,
супергиганте и
«комбинации».
11.Биатлон.
 Поначалу был
представлен только
индивидуальной гонкой
среди мужчин. С 1992 в
Зимних олимпийских
играх участвуют и
биатлонистки. И у мужчин,
и у женщин соревнования
проходят в 5 видах
(различающихся
протяженностью
дистанции):
индивидуальная гонка,
спринт, гонка
преследования,
командная эстафета и
масс-старт.
12.Санный спорт.
Программа его
неизменна:
индивидуальные
соревнования (муж
и жен), а также в
смешанном
разряде
(формально в них
могут участвовать
все, но пока
принимают участие
только мужчины).
13.Шорт-трек
 На Зимних
олимпийских играх1988 был представлен
как показательный
вид, с 1992 – в
официальной
программе. Сейчас
включает 8
дисциплин: гонки на
различные
«индивидуальные»
дистанции и эстафету
(муж и жен).
14.Фристайл
 В 1988 был в
неофициальной
программе (в трех
видах). Могул (в
1992) и лыжная
акробатика (в 1994)
вошли затем в число
официальных
дисциплин.
Соревнования
проводятся в
мужском и женском
разряде.
15.Сноубординг.
 Поначалу в
программе был
гигантский
слалом и хафпайп
(муж и жен). В
2002 на смену
«гиганту» пришел
параллельный
гигантский
слалом, а в 2006
добавлен кросс.
Биатлон
Бобслей
Горнолыжный спорт
Керлинг
Лыжные гонки
Лыжное двоеборье
Прыжки на лыжах с
трамплина
Санный спорт
Сноубординг
Скелетон
Скоростной бег на
коньках
Фигурное катание
Фристайл
Хоккей
Шорт-трек
Сила трения покоя и
сила трения скольжения.
Сила трения покоя – сила, возникающая на границе соприкасающихся
тел при отсутствии их относительного движения.
Сила трения покоя направлена по касательной к
поверхности соприкасающихся тел в сторону,
противоположную силе F, и равна ей по величине:
Fтр = - F.
При увеличении модуля силы F изгиб зацепившихся зазубрин
(шероховатостей, которые имеются на поверхности твердого тела) будет
возрастать и, в конце концов, они начнут ломаться и тело придёт в
движение.
Сила трения скольжения – это сила, возникающая на границе
соприкасающихся тел при их относительном движении.
Вектор силы трения скольжения направлен противоположно вектору
скорости движения тела относительно поверхности, по которой оно скользит.
Сила
трения
скольжения.
Сила трения скольжения
Тело, скользящее по твёрдой поверхности, прижимается к ней весом
тела Р, направленной по нормали. В результате этого поверхность
прогибается и появляется сила упругости N (сила нормального
давления или реакция опоры), которая компенсирует прижимающую
силу Р (N = - P).
Чем больше сила N, тем глубже сцепление зазубрин и тем труднее их
сломать. Опыт показывает, что модуль силы трения скольжения
пропорционален силе нормального давления:
Fск = μ • N.
Коэффициент μ называется
коэффициентом трения скольжения.
Он зависит от материалов
соприкасающихся поверхностей и
степени N-сила
их шлифовки.
нормальной реакции опоры.
Сила
трения
скольжения.
Сила
трения
скольжения
При передвижении на лыжах коэффициент трения
зависит от качества смазки (современные
дорогостоящие смазки), поверхности лыжни (мягкая,
сыпучая, уплотнённая, оледенелая) тем или иным
состоянием снега в зависимости от температуры и
влажности воздуха и др.
Большое количество переменных
факторов делает сам коэффициент
непостоянным. Если коэффициент
трения лежит в пределах 0,045 –
0, 055 скольжение считается
N-сила нормальнойхорошим.
реакции опоры.
Сила
трения
скольжения.
Сила трения скольжения
Если между телами отсутствует жидкая или
газообразная прослойка (смазка), то такое трение
называется сухим. В противном случае, трение
называется «жидким».
Коэффициенты трения скольжения для различных случаев
Условия скольжения
μ
Лыжи по снегу
0,045 – 0,055
Сталь по льду (коньки)
0,015
Шина по сухому асфальту
0,50 – 0,70
Шина по мокрому асфальту 0,35 – 0,45
Шина по гладкому льду
0,15 – 0,20
Роль силы трения во многих случаях позитивна. Именно
N-сила этой
нормальной
опоры.
благодаря
силе реакции
возможно
передвижение. Так, при
ходьбе, движении на лыжах, на коньках, человек, напрягая
мышцы опорной ноги, отталкивается и движется вперед.
Мы провели исследование:
Сила трения снижает спортивные результаты в конькобежном, лыжном и
других зимних видах спорта, связанных со скольжением, и мы провели
свое собственное исследование литературных источников.
В результате исследования было установлено, что факторами, влияющими
на силу трения, являются:


конструктивные особенности лыж;
климатические факторы региона, в котором проходят соревнования
(температура воздуха, температура снега, влажность воздуха, тип
кристаллов снега, тип трения, альбедо снега);

наличие нефти в регионе, как фактора загрязнения снега;

структура скользящей поверхности;

технология подготовки лыж;

смазка лыж.
Общие правила:
1. Подготовку лыж это целая наука - технологический процесс.
2. Обязательно тестирования лыж на скольжение, при чем на высоких
скоростях, сравнимых со скоростями гонки.
3. Жесткая поверхность скольжения предпочтительна при любых
Температурах. (Трассы необходимо готовить!)
4. Скольжение лыж в прыжках, в горных лыжах и в лыжных гонках
имеют одну и ту же природу: полиэтиленовая СПЛ(материал из которого
сделано покрытие лыж) скользит по
подготовленной лыжной трассе.
5. Сноуборды имеют ту же технологию обработки.
6. При движении стоит применять обтекаемость в одежде и группировать
тело, для уменьшения сопротивления воздуха.
СПЛ (сокращение здесь и далее) - скользящая
поверхность лыж.
О лыжных
мазях:
Желая обмануть покупателя, или благодаря некомпетентности,
или по обеим причинам сразу, но производители мазей скольжения
упорно распространяют и поддерживают многие ложные представления.
Например: пористость СПЛ высыхание СПЛ, пропитка СПЛ и т.д.
Все существующие мази имеют идентичную природу.
Специалисты по трибологии (научная дисциплина,
связанная с изучением трения и износа) полимеров не рекомендуют
совместное применение полимеров и смазочных материалов. Это по
причине нежелательного накопления загрязнения в зоне контакта
поверхностей, и как следствие увеличение силы трения.
Вывод: При хорошем качестве покрытия лыж не нужно использовать
лыжные мази.
Роль талой воды:
Самая лучшая смазка – это талая вода.
Когда скорость скольжения велика, и объем смазки (талой воды)
достаточно большой, мы получаем гидродинамический эффект, и
поверхности полностью разделяются (разобщаются) смазкой. Сила
трения минимальна.
Вывод: перед соревнованиями трасса должна быть хорошо укатана
и объезжена.
В случае скольжения лыж, объем смазки
(объем талой воды) зависит от
температур и влажности снега, от
температур и влажности воздуха, от
скорости скольжения лыж, и от других
неконтролируемых параметров, поэтому
обязательно тестирование на трассе!
О парафинах:
Существует заблуждение: вера в то, что парафин, растворившийся в
микроскопическом количестве в аморфной фазе СВМПЭ «выпотевает» и
уменьшает трение.
Обычай «насыщать» СПЛ много раз расплавленным парафином очень
.
популярен
в среде лыжников и технического персонала.
С точки зрения науки: Чтобы обеспечить достаточную смазку необходим
«запас» парафина в объеме 0,4 литра на одну лыжу. Это совершенно не
реально.
В среде лыжников и специалистов живет иллюзия, что парафины могут
играть роль смазки в условиях дефицита талой воды. Да, они могут это
делать, но лишь на дистанции в несколько сотен метров
Вывод: лыжи обрабатывать парафином не
нужно. Обработка парафином производится
только в случае применения штайншлифта,
или в условиях сухого снега на небольших
дистанциях.
Использование штайншлифта
Обычная практика для сухого холодного снега: использование
очень мелкой накатки, или совсем без накатки.
Один наиболее известный недостаток
штайншлифта, это получение микроворса на
СПЛ . Лыжи после штайншлифта должны
пройти неоднократную обработку парафином,
иначе такие лыжи очень и очень плохо
скользят.
Рекомендации производителей лыж и
специалистов штайншлифта достаточно
просты: чем больше свободной
воды содержит снег, тем грубее (глубже)
рисунок штайншлифта и более
грубые (более редкая гребенка) ручные
накатки используются.
Штайншлифт
Механическая обработка СПЛ может
быть разделена на две группы:
машинная шлифовка лыж
(штайншлифт) и циклевка.
Цикли должны быть заточены
на одной и той же
машине из одинакового
сертифицированного
материала, циклевка СПЛ
должна быть выполнена
одним и тем же специалистом.
После исходной механической
обработки СПЛ, ее топография может
быть изменена с помощью подходящей
ручной накатки.
О физико –химической
обработке?
Общепризнанное назначение физико-химической обработки СПЛ при
условиях мокрого снега – это повышение ее водоотталкивающих свойств.
Тем не менее, измерения показывают очень близкую степень
гидрофобности для только что механически обработанной СПЛ из
СВМПЭ (например, процикленной) фторуглеродов. Более того, так как
мази скольжения для такого снега довольно мягки и вязки в сравнении со
СПЛ, то эти мази (фторуглероды,фторуглеводороды) увеличивают сбор и
накопление грязи на СПЛ.
Вывод: не стоит производить физико-химическую обработку СПЛ.
Заключение:
Полиэтилен использовался как материал СП горных лыж уже с конца
1950-х Трудно сказать, какой тип полиэтилена использовался в то
время, был это полиэтилен высокой плотности (HDPE = ПЭВП) или
сверхвысокомолекулярный полиэтилен (UHMWPE = СВМПЭ). Старая
классификация полиэтиленов не дает точного ответа. Но можно с
уверенностью сказать, что с 1974-го и по сегодняшний день гоночные
лыжи со СП из СВМПЭ распространены весьма широко.
Более твердая СПЛ генерирует большее
количество талой воды.
Для достижения оптимального скольжения
лыж, имеющих скользящую поверхность из какого-либо
водоотталкивающего износопрочного полимера, например,
из СВМПЭ или ПТФЭ, необходимо и достаточно всего лишь
нанести адекватную структуру (рисунок) на скользящую
поверхность лыж. Структуру адекватную имеющемуся
состоянию снега. Никакие имеющиеся на сегодня
общепринятые мази скольжения при этом не требуются.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Bosco_di_Ciliegi
http://www.sochi2014.com/games/sport/olympic-games/
http://www.sochi2014.com/
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CE%EB%E8%EC%EF%E8%E9%F1%EA%E8%E5
_%E8%E3%F0%FB
http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/116144/%D0%9E%D0%BB%D0%B8%D0
%BC%D0%BF%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5
http://slovari.yandex.ru/%D0%BA%D1%91%D1%80%D0%BB%D0%B8%D0%
BD%D0%B3/%D0%91%D0%A1%D0%AD/%D0%9A%D1%91%D1%80%D0%B
B%D0%B8%D0%BD%D0%B3/
http://www.skisport.ru/
http://www.skisport.ru/news/
http://www.olympic.ru/team/sport/
http://kuzmin-skitech.ru/docs/nauchnaja_ru.pdf
http://www.shkola332009.narod.ru/10kl/Kartinkiksiz/OlimpiadaLeto.html
http://www.bestpeopleofrussia.ru/persona/Olimpiyskiy-Mishka/