quny

Ник 5т5 говорил, что "ЦБс выносит", для изложения "на пальцах"))), Чтобы, люди, которые по жизни используют это выражение. легче поняли. о чем говорится. Ты ж не делаешь налево и направо замечания, когда говорят "солнце встало сегодня в 6 утра". Ясно же, что речь шла об инерции, и об этом упоминалось неоднократно. Просто, ты говорил и большинство тоже, что придвижении по дуге автоматически достигается равновесие между углом наклона тела и радиусом поворота, а это вызывате возражение. когда речь идет о больших скоростя и резких сменах направления. Грубо если:изменение траектории движения лыж происходит быстрее, чем изменение траектории цМ.Траектории лыж и лыжника пересекаются и в след поворот инерция выкидывает человека из дуги, не ЦБС, конечно. В слаломе равновесие достигается чисто формальное, как у маятника в вершине: скорость равна нулю, но равновесиия нет.
Хотя ЦБС тоже тоже присутсвует, если использовать это определение, как силу действующую на опору со стороны движущегося тела.Например, на лыжи действует цБС состороны лыжника и цС сила со стороны склона. Разница сил определят условие их движение по кругу. Вообще, на любую часть тела лыжника действует цБС верхней части тела и ЦС сила со стороны нижней.
PS у чайников, типа моего уровня, равновесие в слаломе присутствует. Ездить в неравновесных условиях не хватает ни мастерства, ни физических кондиций. Я приводил пример сбегающего вниз по склону человека. который прыгает с кочки на кочку. Скорость "спуска" не может быть меньше определенной.У него нет нигде равновесного положения и остановиться он не может. До низу добежит не каждый, а только тренированный. А чайник, просто, будет ходить по земле от кочки к кочке. тоже "спукаться". При технике "обегания" кочек скорость ограничена скоростью бега Болта. При перелете от кочки к кочке-скорость будет заметно выше.

Спасибо за взвешенный коммент. Я понимаю, о чем ты говоришь, но не могу согласиться с некоторыми выводами. Мне кажется, что переход в инерциальную систему упрощает понимание процесса и позволяет сделать несколько простых наблюдений, которые было бы интересно обсудить.

1. Сначала кинематика. Существуют две важные траектории: траектория лыж (след на склоне) и траектория ЦМ. В момент перехода из дуги в дугу траектория ЦМ пересекает траекторию лыж. В момент перехода, если лыжи отрываются от склона или их сцепление со склоном невелико (раскантовка), лыжник движется по траектории ЦМ. При движении по средним и длинным дугам, ЦМ и лыжи двигаются по более-менее параллельным траекториям. В таком случае, ослабления давления на лыжи (короткой, легкой) разгрузкой вниз наверное будет недостаточно, чтобы быстро выйти в следующую дугу, т.к. ЦМ движется параллельно лыжам. Поэтому нужно сделать разгрузку вверх, чтобы выкинуть ЦМ в следующий поворот. По-моему, об этом писал кто-то из спортсменов.

2. Теперь короткие дуги. В этом случае, движения лыж и ЦМ могут не совпадать. При переходе из дуги в дугу, ЦМ «тащит» лыжника в новый поворот. Поэтому достаточно разгрузки вниз, чтобы ослабив давление перейти в новую дугу. Об этом тоже писал кто-то из спортсменов (разгрузка вниз, когда плечи развернуты в долину, если не ошибаюсь).

3. В коротких дугах начинает работать твоя аналогия с прыжками по кочкам. Суть процесса - контролируемое падение. Более того, контролируемое падение объясняет не только трассовый слалом, но и свободное катание. Наиболее яркий пример: годиль. Правильный годиль на крутом склоне как раз есть такие вот прыжки при том, что ЦМ движется практически по прямой вниз. Происходит разгрузка вниз с подгибанием ног под попу при небольшой амплитуде движения ЦМ вверх-вниз для амортизации (хранители девственности резанного поворота зря называют годиль чих-пыхом: движения вверх-вниз практически незаметно).

4. Теперь динамика. По определению, ЦБС не может превосходить равнодействующую реальных сил. Для простоты можно рассмотреть велосипедиста на горизонтальной поверхности (физика в первом приближении та же самая). Расписав все силы, получаем, что тангенс угла наклона от вертикали прямо пропорционален квадрату скорости и обратно пропорционален радиусу поворота. Для каждой скорости и радиуса существует равновесный наклон, в предельном случае бесконечной скорости и нулевого радиуса равный 90 градусам. Естественно реальная ситуация другая: при некоторых критических углах наклона либо сцепления с поверхностью нехватает, чтобы удержать дугу и происходит ее срыв, либо переднее колесо заворачивается на больший угол и он летит через руль (аналогично лыжнику ловящему кант), либо просто не в состоянии так наклониться, чтобы завернуть такую дугу, и вылетает из нее. Но это неконтролируемый срыв. Для того, чтобы выйти в контролируемый выход из дуги, лыжник должен как-то ослабить давление на лыжи. В любом случае лыжник «полетит» по траектории ЦМ, т.е. более по касательной, чем по радиусу (см п. 1 и 2). Чтобы опредилить предельные углы для скорости и радиуса - а это было бы очень интересно - нужно рассматривать свойства лыж и поверхности.

5. Прочитал по диагонали о виртуальном бугре. Может ли это быть просто выход из поворота в немного задней стойке, из-за чего ЦМ «выстреливается» из поворота с вертикальной компонентой скорости?

6. Не понимаю пока полезности аналогии с равновесием маятника в верхней точке (я сперва думал идет речь об устойчивом равновесии, т.е. в нижней точке). Если велосипед в покое, то он, как маятник, чуть наклонится - упадет. А когда в движении, он более устойчив - любое отклонение инициирует движение по дуге.

Суммирую. Трассовое катание отличается от свободного на порядки своими скоростями, усилиями, перегрузками, мастерством, но мне кажется, что и трассовое катание и (агрессивное) свободное суть процесс, состоящий образно говоря из движения по дугам с контролируемым падением между ними. Я вполне вероятно ошибаюсь или рассуждаю наивно. В принципе, fildxs где-то упоминал о научном центре, где разработали какие-то модельки - было бы интересно узнать у них в чем состоит суть поворота.

2.Именно момент силы меняет момент количества движения, а не наоборот.
Никто не формулирует второй Закон, как сила пропорциональна ускороению, но "ускорение пропорционально силе". хотя формально можно так сказать, но это затеняет первопричину движения.

Золотые слова (сразу не заметил). Именно эту мысль я и хотел выразить, когда говорил о том, что центробежка не может вынести лыжника из одной дуги в другую. ЦБС - это не настоящая сила, а по большому счету просто ускорение (центростремительное ускорение с минусом). А ускорение, как ты правильно заметил, не есть первопричина движения и поэтому всегда подстраивается под настоящие силыПоэтому бессмысленно говорить о том, что лыжник переходит из дуги в дугу под действием ЦБС. Это то, о чем и fields тоже говорил.

Молодец, что подумал так.
Меня все устраивает в твоих рассуждениях. кроме двух вещей
1. фразы "моменты лежат на касательной" . Какие моменты? У тебя фигурировало два момента:один момент силы тяжести, другой момент количества движения. Ты ж понимаешь, что они не могут лежать оба вдоль касательной. Момент количества движения перпендикулярен касательной. А параллелен касательной прирост момента количества , т.е. произведение момента силы на дельту времени.
2.Именно момент силы меняет момент количества движения, а не наоборот.
Никто не формулирует второй Закон, как сила пропорциональна ускороению, но "ускорение пропорционально силе". хотя формально можно так сказать, но это затеняет первопричину движения.

Все окей.

Уважаемый quny,
Спасибо за попытку разобраться.
1. Есть ещё угол наклона самого склона (градусов 20- обычно фотограф или оператор находится на самом склоне, и на фото этот угол плохо заметен), если и его учитывать, тогда сила тяжести не будет лежать в плоскости проходящей через ЦМ, точку касания и ось вращения, её проекция перпендикулярно этой плоскости будет компенсировать силу трения скольжения и просто ускорять лыжника.
2. Каким Вы предполагаете угол наклона оси вращения? ( Не могли бы Вы нарисовать картинку обсуждаемой геометрии пока без моментов?)

Уважаемый vasilypu. Это верно - при движении лыжника по дуге сила тяжести не будет лежать в радиальной плоскости. Что я описал подходит для движения по горизонтальной поверхности, а на склоне применимо только к проекции силы тяжести в радиальную плоскость. Я отвечал на вопрос степаныча, чем компенсируется момент силы тяжести при движении по окружности в инерциальной системе. Т.е. я предполагаю, что его интересовало как объяснить в инерциальной системе (в отличие от неинерциальной), что тело не падает на землю внутри поворота. И мой пост в принципе это объясняет. К сожалению, этот вопрос стефаныча и мой ответ на него не могут добавить ничего нового к пониманию того, как происходит поворот, и в любом случае гораздо проще рассматривать движение лыжника по дуге в неинерциальной системе, чем в инерциальной. Вся дискуссия про инерциальные системы возникла из-за того, что я высказал мнение, что переход из одной дуги в другую правильнее описывать в инерциальной системе, т.е. нельзя объяснять такой переход центробежной силой.

Станно, я оцениваю некорректные физические умозаключения, а ты оцениваешь мои моральные качества. Прямо, в ловушку загнал. Скажу, что неправильно у тебя-плохо, скажу, что правильно-тоже плохо, засмеют.
Про упрощения. Упрощения делают доступным объянение даже первокласснику. .Твои упрощения никак этому не способствуют. А у меня за четвертый класс даже грамота по успеваемости.
Надеюсь, теперь ты ничего не упрощал и выложил все по полной. Ну, и скажи, как это у тебя момент силы тяжести параллелен моменту количества движения, а других моментов ты не упоминал.И как это момент количества движения параллелен касательной, если сама скорость параллельна касательной. Только не рассказывай, что ты имел в виду что-то другое. Может, лучше не в уме, а на бумаге?
А это, вооще: Скорость у нас по величине не меняется. но меняется по направлению, ее надо дифференцировать, а вот радиус, хоть он тоже не меняется по величине, , а меняется по направлению, не надо дифференцировать, он, видишь ли постоянный, Какой же он постоянный, если меняет направление))) ты старайся объяснять первокласснику, а не мне
луше реши задачку, что выше.
Какие силы действуют на лыжи, если лыжник едет соскоростью 10м/сек по радиусу 10м. Масса лыжника 90 кг, лыж 10. Пож-та, в инерциальной системе.
Только не пальцах, а конкретно такие-то такие, туда-то и туда, называются так-то и так.

Стефаныч. Дело в том, что ты делаешь ошибку когда говоришь, что оцениваешь некорректное физическое заключение - ты только ПРЕДПОЛАГАЕШь, а не ЗНАЕШь, что заклучение некорректно. И ведь как легко было бы проверить - вопрос этот простой и ответ на него простой, неоспоримый и проверяемый - ну возьми карандаш, бумагу, напиши сам формулу, проверь величины, посмотри направления - и тогда ты бы знал, а не предполагал. А вместо этого ты начал уличать меня в незнании предмета. И поэтому у меня к тебе вопрос: что ты будешь делать, когда выяснится, что ты был не прав?

Я в начале хотел пожестче написать, потому как вы с ником так подставляетесь, что пользуйся не хочу, но подумал, что может быть тебе действительно интересно разобраться. Поэтому давай доброжелательно обсудим направления. Представь радиус-вектор уходящий из точки соприкосновения с землей (точка опоры) в ЦМ лыжника/велосипедиста (тело), совершающего движение по окружности, и вектор силы тяжести, который направлен вниз по вертикали из ЦМ тела. Эти два вектора лежат в вертикальной плоскости проходящей через ось вращения. Следовательно момент силы тяжести относительно точки опоры лежит перпендикулярно к этой плоскости, а значит он лежит на касательной к окружности.

Теперь разберем производную момента кол-ва движения, т.е. векторного произведения радиус-вектора из опоры в цм и вектора скорости лежащего на касательной к окружности (ну и масса там есть конечно, а то придирешься еще). Ты ведь знаешь что производная (ab)'=a'b+ab'? Производная радиус-вектора - это скорость с какой он перемещается по окружности, и поэтому эта производная паралелльна вектору скорости, а значит их векторное произведение равно нулю. Теперь рассмотрим второй член. Производная вектора скорости равна центростремительному ускорению и направлена она от ЦМ к оси вращения, т.е. перпендикулярно скорости (!), и следовательно векторное произведение радиуса-вектора из опоры в ЦМ и производной скорости будет лежат на касательной к окружности. Вот и все: 1. момент силы тяжести пропорционален центрострем. ускорению и 2. моменты лежат на касательной к окружности.

А чтоб убедиться, что ответ правильный, перейди в неинерциальную систему и увидишь, что момент силы тяжести, который одинаков как в инерциальной, так и в неинерциальной системе, будет скомпенсирован моментом центробежки. А что входит в центробежку? Правильно: центрострем. ускорение (но с минусом)! А где моменты будут лежать? Правильно: на касательной к окружности.

Теперь по быстрому к нику5т5. Кредит доверия к твоим знаниям упал ниже плинтуса и продолжает падать. Сначала я думал ты школьный учитель, но закрадывается подозрение, что ты не преподаешь, а учишься. Действительно, ты разом не школьник? Половая незрелость в принципе объясняет не только содержание твоих реплик, но и их тон.