X Спасибо, Ваш голос за продвижение этого комента
в самостоятельный пост в блогах принят.
Модераторы рассмотрят вашу заявку.

Перейти к содержимому


Фотография

Предельный коэффициент трения

лыжи скользяк трение скольжение тюнинг

  • Авторизуйтесь для ответа в теме
Сообщений в теме: 31

#1 badskier

badskier

    Лыжник

    • 1
  • Лыжебордеры
  • 3231 сообщений

Отправлено 22 March 2017 - 14:25

Про доводку горных лыж. Допустим, имеется способ бесконечно снижать коэффициент трения скользяка об снег. То есть возможность сделать лыжи любого скольжения, вплоть до абсолютного. Нужны ли лыжи с нулевым трением? И какой коэффициент трения разумно предельный?
  • -1
    Возможен автобан! - Что это?
    Если сообщения Автора не старее 6 часовой давности набрали 5 минусов от различных Участников форума, то:
    2. Автор банится на 12 часов.Об этом он разнообразно уведомляется. Личка при этом работает, так что если что, то пишите админам.
    3. Если он второй раз за 24 часа попадает в АвтоБан то его банят на 36 часов.
    Сделано сие, для того чтобы не разрастались словесные перепалки и не культивировался троллинг.
  • Наверх

#2 virus_hse

virus_hse

    О_о

    • 1
  • Лыжебордеры
  • 11516 сообщений
  • Город:Санкт-Петербург

Отправлено 22 March 2017 - 15:23

нулевое трение невозможно потому что необходимо или создавать водяную плёнку или удалять лишнюю воду в зависимости от условий. плюс состояние снега (или льда) ввиду этого и существуют всякие мази и варианты структур.

 

рассматривая сферического коня в вакууме - такие лыжи нужны только на кубке мира. 


  • 0

#3 egors

egors
    • 4
    • 1
  • Лыжебордеры
  • 3640 сообщений
  • Город:ГОблинск

Отправлено 22 March 2017 - 23:27

УглУблю уважаемого Вируса: абсолютные лыжи не интересны даже на КМ. Там люди реальных забот имеют достаточно.

 

Про К трения могу предположить, что предельный не более 0.1. 
Только это оценка сверху - предел с другой (как я понял ТС) стороны.
То есть, если мои лыжи сопротивляются на 6-8кг, то катать уже неприятно.
Мазать надо! Или чистить (а потом мазать)


Сообщение отредактировал egors: 22 March 2017 - 23:27

  • 0

#4 Catnip

Catnip
  • Лыжебордеры
  • 467 сообщений
  • Город:Бостон-СПб

Отправлено 23 March 2017 - 00:58

Нужны ли лыжи с нулевым трением?

Нет, не нужны. На них даже просто стоять на месте будет невозможно.


  • 0

#5 badskier

badskier

    Лыжник

    • 1
  • Лыжебордеры
  • 3231 сообщений

Отправлено 23 March 2017 - 02:37

УглУблю уважаемого Вируса: абсолютные лыжи не интересны даже на КМ. Там люди реальных забот имеют достаточно.

 

Про К трения могу предположить, что предельный не более 0.1. 
Только это оценка сверху - предел с другой (как я понял ТС) стороны.
То есть, если мои лыжи сопротивляются на 6-8кг, то катать уже неприятно.
Мазать надо! Или чистить (а потом мазать)

 

Я как раз имел ввиду минимальный предел трения, то есть то сопротивление (трение), без которого нельзя.

Мне следовало бы сразу прописать слово "минимальный", чтоб было понятно.

 

Не совсем понял вашу меру 6-8 это кгс?


  • 0

#6 badskier

badskier

    Лыжник

    • 1
  • Лыжебордеры
  • 3231 сообщений

Отправлено 23 March 2017 - 02:45

Нет, не нужны. На них даже просто стоять на месте будет невозможно.

 

Стоять будет можно, а вот тормозить.... уже вопрос. Абсолютно скользкая лыжа теоретически должна все таки тормозить за счет энергии деформации снега. Такая постановка вопроса раскрывает роль трения.

Абсолютно скользкая лыжа на снегу будет вести себя похоже на нормальную лыжу на льду, грубо грубо говоря. Лыжах на льду тормозит кантом скребет лед, а вот абсолютно скользкая лыжа на снегу скорости не будет ничего, поэтому все что у нее будет для торможения - энергия деформации снега.

 

 

нулевое трение невозможно

Возможно нулевое трение. Используется в транспорте. Но трение не обязательно должно быть именно нулевым. Оно может быть околонулевое, т.е. очень малое. И такую лыжу сделать можно и даже разными способами.


  • 0

#7 Maykl

Maykl

    SL, GS, SG, skicross, classical technique, skijumping

  • Лыжебордеры.
  • 26630 сообщений

Отправлено 24 March 2017 - 02:45

Нет, не нужны. На них даже просто стоять на месте будет невозможно.

Насчет стоять... это конечно нет, но на ледяном склоне КМ, бывают случаи когда на плоских лыжах (не поставленные еще на кант) спортсмен падает. Как будто лыжи выбивают из под него.


  • 0

#8 Maykl

Maykl

    SL, GS, SG, skicross, classical technique, skijumping

  • Лыжебордеры.
  • 26630 сообщений

Отправлено 24 March 2017 - 02:47

Мне следовало бы сразу прописать слово "минимальный", чтоб было понятно.

 

 

Есть такой ускоритель в виде порошка. Если на обработанную лыжу плеснуть водой, то капли начинают подпрыгивать и стремятся сбежать с поверхности) Выглядит прикольно)


  • 0

#9 Максимов

Максимов
  • Лыжебордеры
  • 799 сообщений
  • Город:Сибирь

Отправлено 24 March 2017 - 09:23

Есть такой ускоритель в виде порошка. Если на обработанную лыжу плеснуть водой, то капли начинают подпрыгивать и стремятся сбежать с поверхности) Выглядит прикольно)

Гидрофобизатор наверное.


  • 0

#10 virus_hse

virus_hse

    О_о

    • 1
  • Лыжебордеры
  • 11516 сообщений
  • Город:Санкт-Петербург

Отправлено 24 March 2017 - 09:59

Гидрофобизатор наверное.


Фторуглерод
  • 0

#11 Максимов

Максимов
  • Лыжебордеры
  • 799 сообщений
  • Город:Сибирь

Отправлено 24 March 2017 - 13:37

Фторуглерод

 

Спасибо, прочитал про него. Надо брать.


  • 0

#12 Antry

Antry
  • Лыжебордеры
  • 1102 сообщений

Отправлено 25 March 2017 - 01:18

Забавная тема про трение в эксплуатации лыж. Как и все в основном темы про горные лыжи, она тоже философская.

Здесь можно разделить вопрос на два совершенно разных  во-первых, как уменьшить трение, а второй - какое трение мы имеем, спускаясь  с горы.

Первый вопрос находится на переднем крае науки и технологии по изготовлению смазок, изготовлению снега, скользящих поверхностей, кантов, подготовки лыж, угадывания погоды и т.д. Этот вопрос тем важнее чем выше класс соревнований. Некоторое значение он имеет и для любителей. У нас как правило плохо скользят лыжи либо в сильный мороз (для тех, кто катается при морозе 20 градусов) либо по свежему снегу в оттепель. В этих случаях возникает проблема смазки.

Второй вопрос в противоположность первому, имеет простое решение, но практического значения не имеет никакого.

Оценить средний "коэффициент трения" при спуске можно просто. Как правильно было рассказано в теме про "возвращаясь к напечатанному" в сообщении 2291, работа силы трения на участке спуска с постоянной скоростью равна mgh. Поскольку интересует оценка "среднего коэффициента трения", то можно говорить о средней скорости спуска вне зависимости от его криволинейной траектории.

В качестве исходных данных примем лыжника массой около 81,7 кг (вес 800 Н)  и участок склона с перепадом 100 м. Он проезжает этот участок с постоянной скоростью. Вся потенциальная энергия равна работе силы трения и равна 800*100=8000 НМ.

Модель трения - простейшая Кулоновская, сила трения F= "средний коэф. трения" * "средняя сила давления".

Угол наклона склона влияет на "средний коэффициент трения".

Для синего склона с углом 13 градусов длина склона будет 444 метра, нормальная "средняя сила давления на склон" составит 780 Н  и "средний коэфф. трения" будет равен 8000/780/44=0,023

Для чёрного склона с углом наклона 26 градусов длина склона будет 228 метров, нормальная "средняя сила давления на склон" составит 719 Н  и "средний коэфф трения" будет равен 8000/719/228=0,049

Вывод банальный - на крутом склоне для поддержания постоянной скорости приходится "тормозить" в 2 раза сильнее чем на пологом.

"Коэфф. трения" 0,1 - это надо уж очень сильно тормозить (без кавычек).


  • 0

#13 Volk1

Volk1

    ксенофоб-интернационалист

    • 1
  • Лыжебордеры
  • 116811 сообщений
  • Город:Санкт-Петербург

Отправлено 25 March 2017 - 01:59

Не учтено сопротивление воздуха.

Сила сопротивления равняется F = Cd*A*0.5*Ro*U^2.

Пусть лыжник будет цилиндром с размером 50 в плечах  и высотой 1.80.  

Тогда площадь его миделевого сечения A = 0.50*1.80 =0.90 m^2.  Округлим до 1.0 m^2

Коэффициент лобового сопротивления цилиндра если взять реальные значения критерия Рейнолдса порядка Cd=1.2

Плотность воздуха Ro =1.2 kg/m^3

Скорость примем 72 км/час = 20 м/с

Итого F = 1.2*1.0*0.5*1.2*400 = 280 Н.

 

При этом сила трения для лыжника весом 80 кг = 800 Н при вычисленном выше коэффициенте трения 0.049 для склона с уклоном 13 градусов будет

 

Fтр = 800*Cos (13)*0.049 = 800*0.974*0.049 = 38 H

 

Расчет сопротивления трения неправильный, так как нам надо трением и лобовым сопротивлением

уравновесить вес лыжника с учетом угла наклона склона.

 

G= 800*Sin(13) = 800*0.224 = 180 Н

 

 

Задача по определению коэффициента трения ваще в данном случае не имеет решения без замера

установившейся скорости  движения лыжника на данном склоне.   


Сообщение отредактировал Volk1: 25 March 2017 - 02:11

  • 0

#14 badskier

badskier

    Лыжник

    • 1
  • Лыжебордеры
  • 3231 сообщений

Отправлено 25 March 2017 - 06:35

Забавная тема про трение в эксплуатации лыж

Вывод банальный - на крутом склоне для поддержания постоянной скорости приходится "тормозить" в 2 раза сильнее чем на пологом.

"Коэфф. трения" 0,1 - это надо уж очень сильно тормозить (без кавычек).

Тормозит то лыжник не трением


  • 0

#15 Antry

Antry
  • Лыжебордеры
  • 1102 сообщений

Отправлено 25 March 2017 - 11:31

Перечитал написанное на трезвую голову. Ход мысли был правильный, но ошибка в вычислениях на порядок (в 10 раз). 800*100=80000.НМ Отсюда получается что при угле склона 13 градусов "коэффициент трения" 0,23, а при угле 26 градусов коэфициент трения 0.49, т.е. "коэффициент трения" численно совпадает с тангенсом угла наклона. Отсюда можно сделать вывод, что тело, скользящее по наклонной плоскости по кулоновскому закону трения (сила трения = сила давления * коэффициент трения) будет скользить по ней с постоянной скоростью, если коэффициент трения равен тангенсу угла наклона этой плоскости (т.е. уклону склона в процентах).

Предлагаю Волку сделать корректировку силы трения о воздух после моей ошибки.

Лыжник "тормозит", т.е. поддерживает нужный уровень скорости на спуске конечно за счёт трения лыж о снег и тушки о воздух. Иначе его бы всегда неудержимо разносило бы. Другое дело, что он управляет этим процессом и тормозящая сила трения меняется в процессе поворота. При разгрузке давление на снег минимально или равно 0, сила трения тоже минимальна или равна 0. При закантовке и загрузке лыж в дуге сила трения возрастает и она максимальна в момент максимальной нагрузки на лыжи. Чем длиннее участок дуги с загруженными лыжами, тем больше работа силы трения и тем сильнее падает скорость.


  • 0

#16 badskier

badskier

    Лыжник

    • 1
  • Лыжебордеры
  • 3231 сообщений

Отправлено 25 March 2017 - 11:38

Лыжник "тормозит", т.е. поддерживает нужный уровень скорости на спуске конечно за счёт трения лыж о снег и тушки о воздух. Иначе его бы всегда неудержимо разносило бы. .... При закантовке и загрузке лыж в дуге сила трения возрастает и она максимальна в момент максимальной нагрузки на лыжи. Чем длиннее участок дуги с загруженными лыжами, тем больше работа силы трения и тем сильнее падает скорость.

 

Не хочу вас обидеть, но вы полностью неверно понимаете физическую сторону дела.

Еще раз пишу, что лыжник тормозит не трением!


  • 0

#17 Volk1

Volk1

    ксенофоб-интернационалист

    • 1
  • Лыжебордеры
  • 116811 сообщений
  • Город:Санкт-Петербург

Отправлено 26 March 2017 - 14:56

Формально конечно трением, так как другого взаимодействия между лыжником и склоном нет.  Другое дело что это не трение скольжения, коэффициенты которого для разных материалов даны в литературе, а некие другие коэффициенты, определяемые усилиями сдвига слоев снега лыжей, трением в обычном смысле этого слова итд.


Сообщение отредактировал Volk1: 26 March 2017 - 14:57

  • 1

#18 Olg

Olg
  • Лыжебордеры
  • 3234 сообщений
  • Город:Москва

Отправлено 26 March 2017 - 17:13

"Соскребание" снега со склона тоже трение. 

Можно, пожалуй, выделить три вида трения от которых зависит скорость лыжника.

Трение скольжения, соскребания и сопротивления воздуха.

Если лыжи скользят плохо, то сопротивление воздуха на скорость не повлияет, достаточную скорость не наберёшь.

Если лыжи скользят хорошо, то начинает влиять "соскребание".

Если лыжи скользят хорошо и мало скребут, то главным фактором становится сопротивление воздуха. Чем выше склон над уровнем моря тем слабее влияет этот фактор, начиная с некоторой, сравнительно небольшой скорости. Граница колеблется от 60 до 90 км/ час, как мне кажется.


  • 1

#19 badskier

badskier

    Лыжник

    • 1
  • Лыжебордеры
  • 3231 сообщений

Отправлено 26 March 2017 - 17:31

"Соскребание" снега со склона тоже трение. 

Нет, скобление снега - это не трение! Совсем другие физические процессы там.

В этой теме ставится вопрос о характеристике трения лыжи о снег.

 

Трение может быть скользкая об лед при определенном диапазоне температуры льда. И то, если уж лезть в бутылку, там не только трение.


  • 0

#20 Antry

Antry
  • Лыжебордеры
  • 1102 сообщений

Отправлено 27 March 2017 - 10:22

Продолжим про трение, желательно с цифрами, чтобы было понятнее о чём речь.

Поскольку мы на лыжах скользим,то и трение при спуске будет трением скольжения. Под этим понимается некая простая модель, обобщающая все сложные процессы контакта лыж со снегом, в результате которых образуется тепло. Там ведь происходит не только деформация снега, но и деформация, разрушение  возможно и расплавление льда под острой кромкой канта (образование водяного слоя наподобие как под кромкой лезвия конька на льду), деформация и разрушение металла канта (кант тупится при катании, т.е от него отрываются частички металла). Если лыжник едет по глубокому снегу (фрирайд), то там тоже будет возникать сила сопротивления перемещению в среде пушистого снега, наподобие как сопротивление движению от воздуха и.т.д. Всё это для простоты можно назвать "трением скольжения лыжника при спуске" и все эти процессы спрятать в "силу трения при спуске", составляющей некоторый процент от силы нормального давления лыжника на склон.

Например, в этот "коэффициент трения" можно грубо запихать и силу сопротивления воздуха, рассчитанную Волком. Единственно, я бы для любителя всё-таки брал скорость не 72 кмч, а взял бы более реалистичную  и комфортную для большинства 40 кмч. В этом случае сила сопротивления воздуха составит 87 Н, что в долях от веса лыжника на синем склоне составит 0,112, а на чёрном 0,121. (Предполагается для простоты что на пологом и крутом лыжник едет с одинаковой скоростью 40 кмч). Добавка в "коэффициент трения при спуске" составляет около 0,116. Это число является тангенсом угла приблизительно  6 град. Вывод такой, что если трение между лыжами и снегом отсутствует, то лыжник будет ехать с постоянной скоростью 40 кмч по склону с уклоном 6 град за счёт сопротивления воздуха. Или другой, более реалистичный вывод, если кататься при сильном встречном ветре в 40 кмч (11 м/с), то на поддержание постоянной скорости спуска в 40 кмч на красном уклоне в 20 градусов  потребуются такие же физические усилия от лыжника как на синем уклоне в 14 градусов в безветренную погоду.  Катание при таком встречном ветре на пологом склоне удовольствия не доставляет.


  • 0





Темы с аналогичным тегами лыжи, скользяк, трение, скольжение, тюнинг

Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 анонимных