Немного о спирали смерти
Недавняя запись в блоге 6.0 https://www.sports.ru/tribuna/blogs/karinafsk/2362991.html о спирали смерти навела меня на мысль, а почему бы не рассмотреть этот элемент с токи зрения физики, и понять, какие параметры являются важными.
Модель будет самой простой.
Есть два тела массой m1 и m2 с общей массой m. Центр масс находится в точке Xm. d1 и d2 - расстояние от центра масс партнерши и партнера соответсвенно до центра масс всей системы. Обратите внимание, что центр масс пары располагается ближе к партнеру, ибо он тяжелее. C - центр вращения, точка вокруг которой происходит вращение с угловой скоростью w (радиан/сек). R - радиус окружности, которую описывает центр масс системы вокруг центра вращения.
Данную систему можно рассмотреть как движение твердого тела массы m по окружности радиуса R.
Картинка взята с https://www.calc.ru/Tsentrostremitelnoye-Uskoreniye-Normalnoye-Uskoreniye.html
У нас вместо кабеля - руки фигуристов.
Объект (наши фигуристы массой m) , движущийся по круговой орбите c равномерной скоростью, имеет ускорение, направленное к центру круга - центростремительное ускорение – величиной a = Rw^2 и испытывает центростремительную силу:
Что это за сила такая? Это сила, которую должен приложить партнер на кончик своего лезвия, в точку где он касается льда. Именно эта точка является центром вращения.
Подставим средние значения m1 = 50кг и m2 = 80 кг (кто знает конкретные массы фигуристов - может посчитать для конкретной пары), R = 0.4m (полметра - слишком много, а 30см - слишком мало), w = Pi рад/сек (пол-оборота в секунду, опять же, не знаю среднюю скорость вращения. Для напоминания о том, что такое радианы, см. картинку ниже). Получим силу F = 513H = 51.3кг, что в общем-то нормально для человека массой в 80кг. А теперь увеличим скорость вращения до w = 2Pi рад/сек полного оборота в секунду, получающаяся сила уже 205,1кг! Что почти в 2,6 раз превышает вес фигуриста! Таким образом, даже при незначительном увеличении скорости, сила и затрачиваемая энергия возрастают очень быстро до значений, которые невыполнимы для человека. Именно поэтому тодес "медленный".
Было бы здорово посчитать скорости вращения в тодесе для разных пар и сравнить силы!
Картинка взята из википедии https://ru.wikipedia.org/wiki/Радиан
Повторяю, модель - самая простая из возможных, но интересно то, что уже она дает понятия о силах, испытываемых фигуристами.
Я люблю смотреть вживую парное катание, но не являюсь знатоком, поэтому если кто-то может написать о тодесах подробнее, чем конкретнее они отличаются, то модель можно сделать более реалистичной, понять, почему одни тодесы чаще исполняются, а другие - реже. В общем, пространства для полета фантазии - достаточно!
Первый блин в целом НЕ комом . Этакий "Мишин-стал" )))
Т.к. сила пропорциональна квадрату скорости, то увеличение скорости в 2 раза приводит к увеличению силы в 4, а не в 26.
Но у меня тут возник вопрос по сабжу пока я гуглила что такое центростремительное ускорение: а тут точно имеет место центростремительная, а не центробежная сила? Потому что мне кажется что тело партнерши будет скорее пытаться как бы вылететь с орбиты по направлению от центра чем к нему? С другой стороны, партнер обладает большей массой, а значит является центром тяжести... Да и партнерша не такая легкая чтобы вот так вот взять и улететь по инерции на другой конец катка... Плюс я не совсем понимаю можно ли в данном случае считать партнеров как один объект с общей массой если на схеме, как я поняла, учитывается только масса шарика, который в переноса на парное исполняет роль партнерши?
Короче, я никогда не понимала и не любила физику, но только что на ночь глядя выносила человеку по видеосвязи мозг, чтобы он мне объяснил как оно работает. Но он и сам не спец, так что мы только пришли к мнению что тут МОЖЕТ быть центробежное ускорение, но мы не уверены. Пока я писала эту простынь, я усомнилась в своей версии еще больше и я очень рада, что годы, когда за такое мне могли влепить двойку в журнал давно позади :D
На всякий случай: я честно написала этот коммент не ради срача или уж тем более не ради, лол, демонстрации интеллектуального превосходства (как бы это я тут гуглила понятия из учебника по физике за шестой класс и с вероятностью 99,9 процентов феерически неправа). НО Я ТЕПЕРЬ ХОЧУ ПОНЯТЬ КАК ЭТО РАБОТАЕТ НО Я ДЛЯ ЭТОГО СЛИШКОМ ТУПАЯ :D Если что - я не ожидаю от автора подробного объяснения (это скорее всего тянет на такую же по размерам простыню и у кого есть время и желание тратить на это время), но зато теперь вы знаете, что ваша статья заставила одного гуманитария немного сломать себе мозг :D
Спасибо вам за пищу для размышления, буду смиренно ждать следующего поста о занимательной фигурнокатательной физике :3