高山滑雪切弯模型化
摘要：滑雪和滑雪板雕刻转弯的简单数学理论。揭示雕刻运动的基本动力学，为评估雕刻技术的潜力和局限性提供了有用的工具。我们还将该模型应用于模拟在斜度恒定的斜坡上的滑行，并描述了结果。我们发现，仅在相对平缓的斜坡上才能实现纯雕刻，关键斜率在8-20度范围内。确切的值主要取决于雪摩擦系数，其次是滑雪板的剪切半径。在亚临界梯度的波浪状雕刻滑行中，空气阻力相对不重要，速度远远低于直线滑行的速度。这是因为雕刻转弯的增大g力会导致增加的雪摩擦力，这可以显著超过滑行中的雪摩擦力。在临界斜度下，雕刻转弯的g力过大。对于这样甚至更陡的斜坡，只有混合转弯，其中至少一部分转弯是打滑的，才是可能的。所有高山滑雪竞技项目的雕刻转弯大致相似。这是因为在模型的无量纲方程中，滑雪板的剪切半径仅通过空气阻力项的系数进入，而该系数始终相对较小。对模型进行简单修改以探讨滑雪者倾斜和滑行在混合转弯过渡阶段的作用。预计，倾斜可以在一定程度上控制转弯轨迹，但不能消除斜度限制。
作者：Serguei S. Komissarov
论文ID：1812.02539
分类：Popular Physics
分类简称：physics.pop-ph
提交时间：2019-04-12