Alpin Skidteknik: Interaktion Flashcards
Beskriv översiktligt skidans interaktion med underlaget enligt de tre rörelseplanen
Utrustningen kan i likhet med anatomiska rörelseplan (beskrivs i Funktionell anatomi) ses i tre dimensioner och ha rörelseriktningar längs eller runt dessa axlar. Här förklarar vi interaktioner mellan skida och snö med utgångspunkt från de tre rörelseplanen:
Sagittalplan – skidans rörelse mellan framåt och bakåt (från främre delen till bakre delen på skidan) samt skidans rörelse upp och ned, alltså dess genomböjning.
Frontalplan – skidans rörelse mellan sida och sida (från ena kanten till andra kanten)
Horisontalplan – skidans rörelse runt sin rörelseaxel sett utifrån (roterande rörelse av en planställd skida). Planet kan även kallas för transversalplan.
Dessa rörelseplan från skidans perspektiv verkar sällan enskilt utan kombineras när en sväng ska åstadkommas. I figuren illustreras rörelseplan med åkare och utrustning.
Beskriv plattformsvinkel i skidåkning
Berör vad som händer under och över 90 graders vinkel samt betydelsen av skidans vridstyvhet
Varje föremål som har kontakt med ett underlag vilar på en plattform. Vinkeln mellan föremålets masscentrum och den plattform den vilar på kallas för plattformsvinkeln. För en människa som står helt still på plan mark är vinkeln 90 grader. När föremålet rör på sig kan plattformsvinkeln ändras och bli större eller mindre än 90 grader.
Ett exempel från det vardagliga vinterlivet är när vi människor som föremål rör oss på halt underlag. Vi går nedför en isig trappa eller på en trottoar och när vi sätter ner foten nedanför oss eller framför oss halkar till. Vid ögonblicket för isättningen av foten är vårt masscentrum lite bakom den plattform som foten placeras på. Utan att gå in på för noggranna detaljer har plattformsvinkeln blivit större än 90 grader vilket leder till att vi som föremål glider framåt eller halkar relativt okontrollerat.
Alla har vi säkert upplevt när skidorna passerar en isfläck och helt plötsligt börjar de hastigt glida ifrån oss, eller när vi gör en kortare sladdande sväng och vill få mer sidledsförflyttning, vi ökar kantningsvinkeln och helt plötsligt gör skidan ett skärande spår. Förnedringen är total …
Ett vanligt antagande är att ju större kantningsvinkel mellan skida och underlag är, desto bättre greppar skidan mot snön, men det är inte helt sant. Plattformsvinkeln beskriver mekanismerna som bestämmer om skidan greppar i snön eller glider ifrån oss i sidled när vi är i en cirkulär rörelse (en sväng). Rörelserna när en skida svänger är betydligt mer komplicerat än i exemplet med den isiga trappan och gången på hal trottoar.
När en kantställd skida belastas skär den igenom snön och skapar en plattform att stå på för att stödja åkaren. Vinkeln mellan plattformen i snön och kraften åkaren applicerar (masscentrum) mot den plattformen (plattformsvinkeln) avgör om skidan håller åkaren kvar i plattformen eller om skidan glider ur den. Är plattformsvinkeln över 90 grader glider skidan i sidled i förhållande till åkriktningen, alltså ur plattformen som skidan skapat i snön. Skidan letar då konstant efter en ny plattform, vilket oftast kan ses som vågformade spår ifall plattformsvinkeln fortsätter att vara över 90 grader. Är plattformsvinkeln 90 grader eller mindre kommer plattformen stödja åkaren och skidan stannar kvar i spåret.
De flesta har nog testat att sätta på sig en skida ståendes på skrå i backen. Det slutar oftast med att man slår in skidan i snön för att lyckas få på sig den utan att den glider ifrån en. Alltså minskar man plattformsvinkeln till 90 grader eller mindre för att skidan inte ska glida i sidled utifrån den inre kraft som skidåkaren applicerar.
Ett annat exempel är när stålkanterna är slöa och en åkare åker över en isfläck. Skidan lyckas inte skära igenom snön för att skapa en plattform att stödja åkaren från, plattformsvinkeln stiger över 90 grader och skidorna glider i sidled.
Plattformsvinkeln avgör alltså om en skida gör ett sladdande spår eller ett skärande spår, något som beskrivs ytterligare i avsnittet om Spår.
Skidans vridstyvhet påverkar hur plattformsvinkeln kan förändras längs med skidan. På en mindre vridstyv skida är plattformsvinkeln större vid framändan och bakändan än vid bindningen när den kantställs. Detta gör att skidans extremiteter (främre och bakre delen) får sämre kantgrepp vilket resulterar i att kantningsvinkeln vid skidans extremiteter minskar. Om skidan är mer vridstyv blir plattformsvinkeln mer jämn över hela den kantställda skidan.
Beskriv skidans styrvinkel och dess betydelse för resultatet
Berör åkarens färdriktning och skidornas färdriktning
Skidans styrvinkel beskrivs i Utrustning som skidans skärningsradie och som en av tre komponenter för skidans självsvängande egenskaper. I denna del om interaktionen beskriver vi styrvinkeln som vinkeln mellan åkarens färdriktning och skidornas riktning.
Styrvinkel är, sett uppifrån, skidornas vridning i förhållande till åkriktningen, alltså skidornas vridning i horisontalplan. Bland alpina skidåkare samverkar styrvinkeln med både kantningsvinkeln och plattformsvinkeln. Majoriteten av skidåkarna åker större delen av åktiden på kantställda skidor, vilket innebär att styrvinkeln nästan aldrig är isolerad.
Styrvinkeln inverkar på resultat på två olika sätt. Det första är den svängande effekten som styrvinkeln ger, det andra är den bromsande effekten gentemot åkriktningen som är direkt relaterad till friktionen.
Storleken på styrvinkeln avgör de olika effekternas inverkan på resultat. En styrvinkel upp till cirka 45 grader ger både en bromsande och svängande effekt. En styrvinkel över 45 grader agerar övervägande bromsande då friktionen ökar gentemot G1. En snabb ökning av styrvinkeln till cirka 90 grader (i samband med en kantningsvinkel i förhållande till backens lutning) agerar högst sannolikt endast bromsande – det blir ett klassiskt hockeystopp.
När en skida svänger i sitt tilltänka spår med en styrvinkel som är 0 grader i horisontalplanet är den bromsande kraften från friktionen gentemot G1 mindre jämfört med när en styrvinkel i horisontalplanet skapas, då den blir större.
På grund av skidans inbyggda skärningsradie får framändan av skidan oftast en större styrvinkel än bakändan. Detta gäller för skidor som är bredast fram, smalast i midjan och något däremellan i bakändan. Sidans styrvinkel utgår från skidans masscentrum, tänkt som en rät centrumlinje för skidorna i längdled. Linjen får en vinkel ut mot skidans kanter där de är som bredast.
När skidan rör sig framåt med hjälp av gravitationen får hela skidan en viss styrvinkel, och det blir större kraft som verkar i sidled på framändan än på bakändan. Det gör att skidan kommer att rotera i horisontalplanet – det blir en sväng förutsatt att skidan även har en kantningsvinkel. Så fort skidan fått den här kraften fortsätter den att rotera.
Normalt monterar vi bindningarna lite längre bak än mittpunkten i längsled, vilket gör att skidans längd framför bindningarna är längre än skidans längd bakom bindningarna. Det bidrar till att det blir större kraft i sidled på framändan än på bakändan på grund av ett kraftmoment.
Beskriv kantningsvinkeln och hur den förhåller sig till skidan och dess egenskaper
Kantningsvinkeln är vinkeln mellan skidans undersida och underlaget. När skidan är kantställd gentemot underlaget gräver skidans kant ned sig i snön och ger möjlighet till riktningsförändring beroende på hur skidan är uppbyggd. De yttre krafterna verkar då annorlunda mot skidan än om den är planställd mot underlaget.
En kantad skida ger upphov till centripetalkraft som påverkar skidorna i sidled och ger en ny riktning. I olika snötyper skär en kantad skida ner i snön mer eller mindre och packar därmed ihop snön mer eller mindre – jämför exempelvis hård preparerad kallsnö med opreparerad slasksnö.
När en skida går från att vara planställd till att kantas ökar normalkraften för en given tid i och med att trycket (kraft per yta) blivit större. Ju större kantningsvinkel som skapas, desto svårare blir det att skapa en styrvinkel i horisontalplanet eftersom normalkraften och friktionen har ökat. Ju djupare en skida sitter i hårt packad snö, desto svårare är det för den att glida ur sin plattform eftersom snön kan hålla kvar den och det krävs ett större tröghetsmoment att rotera ut skidan ur sitt spår.
Det är alltså utmanande att både ha en relativt stor kantningsvinkel, en plattformsvinkel som är precis över 90 grader och en horisontal styrvinkel som är några få grader.
En av de komponenter som skapar skidans självsvängande egenskaper är skidans böjstyvhet. När skidan kantställs böjs skidan i sagittalplanet eftersom den belastas aktivt eller passivt av skidåkaren. Det benämns som en styrvinkel i sagittalplanet och beskriver skidans genomböjning.
Storleken på denna styrvinkel avgörs i förhållandet mellan skidans mitt och skidans framända och bakända. Avståndet i sagittalplanet (upp – ner) mellan skidans mitt och framända samt bakända avgör styrvinkelns storlek. Ett större avstånd ger större styrvinkel, ett mindre avstånd ger mindre styrvinkel.
En större styrvinkel i sagittalplanet ger en kortare radie på svängen. Förutsatt att skidan är belastad ökar styrvinkeln i sagittalplanet i takt med en ökad kantningsvinkel för att hela skidan ska vara i kontakt med underlaget. Det gör att skidan skapar förutsättningar för de yttre krafterna att skapa en sväng. Styrvinkeln i sagittalplan är det som kan benämnas som belastning vertikalt.
Beskriv hur belastning vertikalt påverkar skidåkningen
För att koppla samman hur inre krafter kan reglera de yttre krafterna och hur vi som skidåkare kan förhålla oss till de yttre beskriver vi här hur vertikal belastning förhåller sig till gravitation och normalkraft. Vid rörelse vertikalt är gravitationen och normalkraften inte i jämvikt eftersom det som rör sig är en förflyttande rörelse av ett föremåls masscentrum – skidåkarens masscentrum.
Säg att en skidåkare förflyttar masscentrum först nedåt, sedan uppåt igen så kommer normalkraften först minska – det som benämns som avlastning i avsnittet om Mekanik. Direkt när skidåkaren byter håll på förflyttningen av dess masscentrum och flyttar det uppåt igen kommer normalkraften att öka – belastning. Detta gör den tills dess att skidåkaren bromsar in sin förflyttning av masscentrum – då minskar normalkraften igen till dess att skidåkaren står still och det blir jämvikt mellan gravitationen och normalkraften.
Åkaren kan också välja att placera sin massa över en skida istället för över båda skidorna. Det gör att normalkraften sprids ut över en mindre yta och genomböjningen av skidan ökar för en kort stund tills dess att snön packas ihop och jämvikt råder. Under detta tillfälle ökar även friktionen.
Normakraftens förändring vid varierande vertikal belastning.
Belastning är det uttryck inom mekaniken som handlar om att ett föremål utsätts för en viss kraft som ger upphov till ett visst tryck. Trycket är kraft per yta. Om trycket bestäms av normalkraften och blir större eller ökar vid ett tillfälle upplevs detta som belastning i kroppen.
En skidåkare kan med hjälp av sina inre krafter manipulera normalkraften så att den för en liten stund ökar genom att packa ihop snön – då ökar trycket och belastning. Motsatsen sker om normalkraften minskar vilket kallas för avlastning. Detta kan skidåkare såklart också skapa med sina inre krafter och det sker även när backen plötsligt blir brantare. Om åkaren lyckas med att bibehålla samma normalkraft under en sväng eller ett åk kallas det för utjämning.
Beskriv hur belastningen fram och bak påverkar skidåkningen
Normalkraften från underlaget mot åkaren verkar på alla delar som skidåkaren berör underlaget med. Alltså verkar normalkraften från underlaget mer eller mindre på hela skidans längd med normalkraftens samlade angreppspunkt någonstans under foten. Varifrån angreppspunkten verkar påverkar svängens radie på olika sätt.
Skidans skärning gör att den har en inbyggd styrvinkel som är som störst längst fram på skidan. Förutsatt att en skida är kantad och normalkraftens angreppspunkt flyttas fram (ungefär framför bindningens framdel) resulterar det i att skidans inbyggda styrvinkel nyttjas mer och svängens radie minskar.
Flyttas normalkraftens angreppspunkt bakåt (ungefär vid bindningens bakdel) minskar skidans framända i belastning mot underlaget eller berör knappt underlaget. Det gör att skidans inbyggda styrvinkel inte nyttjas till sin fulla potential och svängens radie ökar, vilket får en effekt på hastigheten ner för backen.
