Влияние факторов на силу трения при взаимодействии скользящей поверхности гоночных лыж со снегом

Проблемы выбора, подготовки и смазки скользящей поверхности в современных лыжных гонках являются важным условием достижения высокого результата.

Определяющим моментом при взаимодействии скользящей поверхности со снегом является трение.

Оно - результат сложных молекулярных и механических взаимодействий двух поверхностей. Различают силы трения скольжения, которые возникают при скольжении лыжи по снегу, и силы трения сцепления, обеспечивающие остановку лыжи. Различия в силе трения скольжения обуславливаются образованием водяной пленки разной толщины.

При различных условиях скольжения толщина водяной пленки сильно варьируется, и механизмы трения имеют различную природу - от молекулярного трения до трения сухих и шероховатых поверхностей (К.Ф. Войтвовский).

Во всех разновидностях условий скольжения силы трения скольжения и сцепления характеризуются коэффициентами трения скольжения (Кск) и коэффициентами сцепления (Ксц), пропорциональными нормальному давлению (N): Fск = К ск * N; Fсц = Rсц * N.

Для определения коэффициента скольжения скатываются с пологого спуска крутизной 5-8 градусов и длиной около 20 м.

Измеряется угол выката (Z) - средняя крутизна пройденного участка от старта А до полной остановки в точке В. Коэффициент трения скольжения (Кск) равен тангенсу угла выката: Кск = tgZ(Т.И. Раменская).

Цель исследования заключалась в определении факторов, влияющих на толщину водяной пленки, образующейся при взаимодействии лыжи со снегом и определяющей коэффициент трения скольжения.

Для определения мазей скольжения, имеющих наименьший коэффициент трения, в Закамском регионе Поволжья проводился эксперимент с использованием прибора «Уктус», который по скорости вращения на снегу пластиковых дисков с нанесенными на них мазями определяет скользящие характеристики.

В результате исследования было установлено, что факторами, влияющими на силу трения, являются:

• конструктивные особенности лыж;
• климатические факторы региона, в котором проходят соревнования (температура воздуха, температура снега, влажность воздуха, тип кристаллов снега, тип трения, альбедо снега);
• наличие нефти в регионе;
• структура скользящей поверхности;
• технология подготовки лыж;
• смазка лыж.

Нами было установлено, что в климатических условиях Закамского региона Поволжья лучший коэффициент силы трения скольжения имели лыжи марки «Fisсher» и мази скольжения «Swix».

Выводы

1. Необходимо постоянное тестирование лыж и смазки в местах соревнований.
2. Следует учитывать в подготовке лыж к соревнованиям факторы, влияющие на коэффициент силы трения скольжения и коэффициент силы трения сцепления.