STEMvisions Blog

În filmul Toy Story, Woody îi spune lui Buzz Lightyear: “Asta nu a fost zbor. Aia a fost cădere cu stil”, după ce alunecă grațios printr-o cameră. Această idee că o persoană ar putea zbura prin aer a intrigat civilizațiile încă din cele mai vechi timpuri. Povești de la grecii antici până în Europa secolului al XVIII-lea spun povești similare despre oameni care își confecționau aripi din lemn, pene și pânză imitând păsările înainte de a sări din turnuri, dealuri sau stânci. Această fascinație de a zbura prin cer continuă până în zilele noastre, iar bărbații și femeile din săriturile cu schiurile continuă tradiția milenară de a cădea cu stil.

Obiectivul săriturilor cu schiurile este de a sări cât mai departe posibil în josul dealului, dar, așa cum spunea Woody, săriturile cu schiurile nu înseamnă pur și simplu să zbori cât de departe poate sportivul. Stilul este, de asemenea, o componentă importantă a acestuia. Săritorii cu schiurile sunt judecați în funcție de stil și distanță în raport cu linia K. Linia K vine de la cuvântul german “kritisch”, care înseamnă critic. Punctele sunt deduse pentru fiecare metru mai puțin față de linia K pe care aterizează și adăugate pentru fiecare metru mai departe de linie. Dealul normal de la Jocurile Olimpice din 2018 este un K98, iar linia K se află la 98 de metri de la capătul săriturii. Dealul mare este un K125, cu linia K la 125 m. Acest lucru înseamnă că săritorii cu schiurile trebuie să se folosească de fizică pentru a-i ajuta să zboare până la punctul K sau mai departe.

Imaginea unei rampe de sărituri cu schiurileImagine: Baiaz/iStock/Thinkstock

Saltul cu schiurile are patru secțiuni distincte, iar în fiecare dintre aceste secțiuni, săritorii cu schiurile trebuie să folosească fizica foarte diferit. Prima dintre ele este intrarea în pârtie, sau rampa. Săritorii cu schiurile încep prin a se poziționa pe o bară metalică în partea de sus a acestei rampe. În acest moment, ei folosesc fizica energiei potențiale gravitaționale. Aceasta afirmă că, cu cât un obiect este mai înalt, cu atât mai multă energie potențială posedă. Atunci când coboară pe rampă, săritorii cu schiurile își convertesc energia potențială în energie cinetică. Obiectivele sunt de a minimiza rezistența aerului și a zăpezii pentru a câștiga viteză și impuls înainte de decolare.

Există mai multe modalități prin care săritorii cu schiurile minimizează rezistența în timp ce coboară pe rampă. Primul este poziția corpului. Ei își îndoaie genunchii într-o poziție ghemuită pentru a minimiza rezistența prin diminuarea suprafeței corpului lor în contact cu aerul. Săritorii cu schiurile mențin, de asemenea, o poziție aerodinamică prin utilizarea unei căști și a unui costum elegant, păstrându-și în același timp brațele în spatele lor.

Imaginea unei ghemuiri aerodinamice minimizează rezistența pe rampă. O ghemuire aerodinamică minimizează rezistența pe rampă. Imagine: Courtesy of Sarah Hendrickson

Săritorii cu schiurile nu trebuie să se lupte doar cu rezistența aerului, ci și cu frecarea de pe partea inferioară a schiurilor lor. Partea de jos a schiurilor este un material asemănător plasticului. Ceara fierbinte este picurată pe partea de sus a plasticului și răzuită netedă pentru a minimiza frecarea. Pârtiile moderne de sărituri cu schiurile sunt echipate cu șine ceramice cu un sistem de răcire integrat pentru a menține un strat de gheață stabil de 20 mm grosime pentru săritori. Cu toate acestea, condițiile de zăpadă și temperatura dictează utilizarea unor ceruri diferite pentru a minimiza frecarea. Există ceară specifică pentru vreme rece, vreme caldă și chiar ceară concepută pentru depozitarea schiurilor în afara sezonului. Dacă săritorii cu schiurile minimizează frecarea și rezistența aerului pe rampa de 35 de grade, ei vor atinge viteze de aproximativ 90 km/oră (56 mi/oră) la decolare.

A doua secțiune a săriturilor cu schiurile este masa, sau decolarea. Contrar a ceea ce ați putea crede, capătul rampei nu se ridică. De fapt, săritura cu schiurile are un unghi de coborâre de aproximativ 10,5 grade. Acest lucru înseamnă că, pentru ca săritorii cu schiurile să maximizeze distanța de zbor, ei se extind de fapt din culcușul lor aerodinamic și sar în loc să alunece de la capătul rampei. Sincronizarea, forța și poziția corpului la decolare sunt esențiale pentru o săritură reușită.

Cea de-a treia secțiune a săriturii cu schiurile, și cea mai emblematică, este zborul. În timpul zborului, săritorii cu schiurile exploatează fizica zborului ca un planor care nu are motor. Acest lucru înseamnă că, pentru ca săritorii cu schiurile să zboare, ei trebuie să folosească impulsul obținut pe rampă și să controleze forțele aerodinamice. În timpul zborului, ei au trei forțe principale care acționează asupra lor: portanța, rezistența și greutatea. Portanța acționează perpendicular pe fluxul de aer. Pe măsură ce aerul lovește orizontal în fața săritorilor cu schiurile, portanța îi împinge în sus în aer și le permite să se înalțe mai departe pe deal. Spre deosebire de secțiunea de rampă în care săritorii cu schiurile încearcă să minimizeze suprafața corpului care lovește aerul, în timpul secțiunii de zbor scopul este de a folosi corpul plat și schiurile pentru a împinge împotriva aerului.

Imaginea poziției de zbor în V care este importantă pentru a crește distanța. Poziția de zbor în V este importantă pentru a crește distanța. Imagine: Courtesy of Sarah Hendrickson

Schiurile, costumele și poziția corpului săritorilor cu schiurile sunt toate concepute pentru a mări această suprafață în zbor pentru a crește portanța. Schiurile sunt mai late și mai lungi decât schiurile alpine și de fond. Ele sunt 145% din înălțimea schiorului în centimetri și sunt de 1,5 ori mai late decât schiurile alpine. Săritorii cu schiurile poartă costume din microfibră spongioasă care au o cantitate reglementată de permeabilitate la aer și care nu trebuie să fie la mai mult de 2 cm (.8 in) de corp în orice punct. Poziția corpului săritorului cu schiurile are schiurile în formă de V și brațele ușor depărtate de partea laterală a trunchiului. Această poziție a corpului, dezvoltată pentru prima dată în 1985, produce o portanță cu 30% mai mare decât precedenta poziție paralelă a schiurilor. Uneori, săritorii cu schiurile își vor mișca brațele și mâinile pentru a-și realinia traiectoria de zbor și pentru a încerca să rămână în aer mai mult timp.

Povara este forța generată de atracția gravitațională față de Pământ. Săritorii cu schiurile au învățat că săritorii mai ușori zboară mai departe decât cei mai grei. Schiurile de sărituri cu schiurile sunt, de asemenea, foarte ușoare, cântărind doar aproximativ 7,2 kg (16 lbs). Ultima forță cu care se confruntă săritorii cu schiurile este rezistența la înaintare. La fel ca în timpul secțiunii de rampă, rezistența la înaintare îi încetinește pe săritorii cu schiurile în aer. Tracțiunea este o forță care nu se opune și care îi încetinește rapid pe săritorii cu schiurile.

Săritorii cu schiurile își completează stăpânirea fizicii în secțiunea finală, aterizarea. Aterizarea la care sunt judecați săritorii cu schiurile le cere să treacă de la forma de zbor în V la schiuri paralele, cu un picior ușor înainte și nu mai mult de două lățimi de schiuri între ele. Săritorii cu schiurile trebuie să stăpânească distribuția greutății și echilibrul pentru a ateriza în mod constant, absorbind impactul prin îndoirea genunchilor. Schiurile de sărituri cu schiurile sunt concepute pentru a fi o platformă stabilă pe care săritorii cu schiurile să aterizeze. Materialul schiurilor absoarbe de fapt o parte din impactul aterizării.

Săritorii cu schiurile nu se află niciodată la mai mult de 3 – 4 metri deasupra solului în timpul zborului. Ei urmează curba dealului și aterizează la 100 m de la capătul rampei. De la început până la sfârșit, săritorii cu schiurile valorifică energia potențială, o transformă în energie cinetică, controlează portanța ca un planor, realizează un vis milenar și fac toate acestea cu stil în mai puțin de 10 secunde.

Imaginea poziției de zbor în V care este importantă pentru a mări distanța. Imagine: Ben Pieper Photography

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.