Вы плоско задачу понимаете.
а она обьемная.
И многим давно понятная, и решенная.
Можете обьяснить, как лыжник или бордер может проехать по дуге одного радиуса с разной скоростью, и как эта скорость будет зависеть от угла ангуляции тела?
Кстати, условие равновесия в дуге проще рассматривать в случае одной лыжи, а не двух.
Рисуете вид спереди, и на нем три основные действующие силы.
анализируете условие равновесия.
Кстати, пример с конусом очень хороший лдля понимания эффекта опрокидывания.
Представьте большой конус (метров 5-8 диаметром)на вертикальной оси, с углом при вершине 90 град, к примеру.
На него можно лечь так на спину чтобы голова была к центру, а ноги упирались в бортик на краю.
Ложимся, начинаем раскручивать конус вместе с телом.
на определенной скорости мы заметим, что вся нагрузка перейдет с поверхности конуса на ноги и бортик.
Это и будет равновесие. и критическая скорость.
Если увеличивать скорость вращения, то тело оторвется от поверхности конуса и перелетит через бортик.
Представили?
Согласны?
а теперь представим, что произойдет, если на критической скорости мы поднимем тело от поверхности, согнувшиь в пояснице и ТБС.
Что произойдет?
Чем больше скорость тем больше должна быть закантовка в повороте по дуге заданного радиуса. Как этого добиться, не могу объяснить, некоторые учатся этому по 10-20-30 лет так ничего особенного и не получается.
При движении тела по дуге даже с постоянной по модулю скоростью с механической т.з. не существует равновесия (см википедия механический баланс), поскольку есть ускорение. Равновесие - это прямолинейное движение с постоянной скоростью или покой.
Сил всего 2 - сила тяжести и реакция опоры. Равнодействующая их (центростремительная) направлена к центру поворота. Если вы обездвиживаете тело и рассматриваете его во вращающейся системе, тогда вводится фиктивная сила инерции, противоположная центростремительной. Тело при этом становится фиктивно неподвижным. Зачем это делать и какой в этом глубокий смысл в данном случае - я не понимаю.
Что касается модели с конусом. Я представляю себе его устройство наподобие вращающейся сцены в театре. Снаружи - неподвижный скользкий снег, чтобы тело не получило повреждений, когда вылетит с конуса. Здесь всё зависит от свойств бортика - скользкий он или шероховатый. Если бортик скользкий. то тело начнёт соскальзывать с вращаегося конуса практически сразу, другими словами радиус его траектории будет постепенно увеличиваться, пока он не слетит с конуса на неподвижный снег. После этого он будет двигаться прямолинейно по касательной к траектории в месте схода. Никакого "выкидыша из поворота" не случится.
Если бортик шероховатый, то будет происходить то же самое, только резко. При данных условиях (45 град) а=g=10 и скорость при 5-8 метрах будет 7-9 м/с. В этом случае цт тела оторвётся от конуса и тоже будет увеличивать радиус траектории, пока ноги не слетят с бортика. В этот момент цт будет двигаться по касательной к траектории в месте отрыва. Опять нет никакого "выкидыша из поворота", даже если тело и не устоит на двух ногах.
При исчезновении контакта с бортиком исчезает касательная составляющая реакции опоры (другими словами, относительно вращающегося конуса, исчезает "центробежная сила"). Если трение о неподвижный снег мало, то тело, скользящее по снегу, переходит практически в состояние равновесия.
В устойчивости авто тоже важно сцепление колёс с дорогой. На льду будет юз и авто нельзя опрокинуть, на сухом асфальте оно опрокинется и будет увеличивать радиус траектории, пока не ляжет на крышу и не поедет прямо. Никакого "выкидыша из поворота здесь" не присходит в механическом смысле. А так конечно, дорога ведь "поворачивает", а авто едет в кювет, значит можно сказать, что его "выкинуло из поворота" и сделала это (несуществующая в реальности относительно неподвижной дороги) "центробежная сила". Физический смысл фразы отсутствует, но в принципе все всё поняли.
У лыжника нет проблемы "опрокидывания наружу поворота", я лично этого никогда не видел даже в кино. Существует проблема опрокидывания (потери устойчивости) в передне-заднем положении - телевизор или кувырок через голову, а так же подскальзывание на ботинке при переборе с закантовкой. Во всех этих случаях исчезает касательная составляющая реакции опоры, цт лыжника движется по траектории с увеличением радиуса и в момент отрыва скользит прямо по касательной к траектории в месте отрыва. Никакого "выкидыша из поворота" не существует.
