a) 板の反発の加速

【賛成意見】

【反対意見】

「技術教えてあげる」
の334 360 424 436 449などで、物理的にエネルギーが少なすぎて不可能と 言う意見が出ているが、403 425など出来ると言っているレスもある。
以下上記より抜粋とまとめ。

【理論的には説明できないが実際にやっている】

425 名前:みそ 投稿日:02/02/13 20:38
>>424
あまりにも難しい説明で、俺の頭では判らんかったよ
俺は理論的には説明できねぇが、
反発は加速につながるよ
例えば、トランポリン・スーパーボール。
でもそれを操るのは人間で
そいつを生かすことも殺すこともできると思うがどうおもう?

【板のたわみを解放することによる加速、の運動の説明】

403 名前:名無しさん@ゲレンデいっぱい。 投稿日:02/02/12 20:26
次に、「板のたわみを解放することによる加速」を説明しましょう。
Bポイントまでに、しっかりとカービングをして来た板は、大きくたわんだ状態にあるはずです。たわんだ板は、上にのっかっているおもり、つまり「身体」をいつも、はねかえそうとしているんです。これが板の反発力。ってやつです。
で、重心がB’まで進んだ段階で、さらにD’まで、直線的に進むだけの、勢いと方向づけができていれば、重心は、板の支えを最小限にして移動を始めることができるんです。
重心が、全面的な板の支えから離れ始めると、板は、そのたわみを戻そうとしはじめる。この時、重心が通る軌跡にくらべて、板は、遠くをまわってこなくてはならないわけです。
それは、重心の入れ替えが終わった時点で、次のターンの体勢を整えるために、板は重心から十分に離れている必要があるし、そのために急激に板を振って大きなロスをするのは避けたいからなんです。
で、より長い距離を移動する板には、重心D’の地点でDまで追い付いておいて欲しいよね。そうすれば、すぐにA〜Bと同じようにカービングに入れるから。
これが、板のたわみがもどる力を有効利用することで可能になるんです。
それは、BからDへの「サイドステップ感覚」なんです。
縦方向のスキー移動は、重心と同じスピードでかまわないから、このサイドステップをよりするどくしてみよう。それによって、Dポイントでの重心の傾きが大きくなり、次により大きな圧力をためることができるようになるんです。

【板のたわみを解放することによる加速の論理的説明】

427 名前:名無しさん@ゲレンデいっぱい。 投稿日:02/02/13 20:58
>>424
位置エネルギーや筋肉の作り出すエネルギーと比べたらとるに足らないもの ってのは同意だけど、筋肉の作り出すエネルギーにさらにプラスアルファす ることによって、さらに加速を高める、いわば補助的なものとしての効果は あるのでは?
となると、
「カービング天国 スキーの板は、なぜ走るか?」
に対する反論が必要となるが、どうよ?

※上記ページより一部引用
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 次に、「板のたわみを解放することによる加速」を説明しましょう。
Bポイントまでに、しっかりとカービングをして来た板は、大きくたわんだ状態にあるはずです。たわんだ板は、上にのっかっているおもり、つまり「身体」をいつも、はねかえそうとしているんです。これが板の反発力。ってやつです。
で、重心がB’まで進んだ段階で、さらにD’まで、直線的に進むだけの、勢いと方向づけができていれば、重心は、板の支えを最小限にして移動を始めることができるんです。
重心が、全面的な板の支えから離れ始めると、板は、そのたわみを戻そうとしはじめる。この時、重心が通る軌跡にくらべて、板は、遠くをまわってこなくてはならないわけです。それは、重心の入れ替えが終わった時点で、次のターンの体勢を整えるために、板は重心から十分に離れている必要があるし、そのために急激に板を振って大きなロスをするのは避けたいからなんです。
で、より長い距離を移動する板には、重心D’の地点でDまで追い付いておいて欲しいよね。そうすれば、すぐにA〜Bと同じようにカービングに入れるから。
これが、板のたわみがもどる力を有効利用することで可能になるんです。
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【板のたわみに蓄えられるエネルギーから不可能】

いくら板が堅くても、そこに溜められるバネのエネルギーは、位置エネルギー や筋肉の作り出すエネルギーと比べたらとるに足らないものではないか?
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※仮定条件
ポールが H=20m間で W=10m幅で並んでいる、斜度θ=20°の中斜面
平均滑走速度 v=50km/h
板の長さ L=180cmで、板のアール R=21m
スキーヤーの重さ M=70kg
重力加速度 G=9.8m/s^2 円周率 π=3.14

内傾角θ1=45°の場合のターン弧 r=R*sinθ=15m になる。
ターン弧を円で考えたとき、r=15mで、真下向きから45°方向で切り替えを行うと、 だいたい20m間で10m幅のシュプールになる。
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板の上に70kgの人が乗って、10cmしかたわまない堅い板とする。
F=Kx=mg より、バネ定数 K=MG/x=70*9.8/0.1=6860
半径 r=15m回転弧で滑ってて、滑走速度 v=50km/h=13.9m/sだとすると、
遠心力の加速度 a=v^2/r=(13.9)^2/15=12.9m/s^2
ちなみに内傾角は tanθ1=a/G より θ1=53°(0°で直立)

このときの板のたわみ量とエネルギーを求める。
まず全ての遠心力を、たわませることに使えると仮定して計算する。
F=Mv^2/r=Kx より、x=Mv^2/r/K=70*13.9^2/15/6860=0.131m つまり 13cm たわむ。
このとき板の蓄えてるバネエネルギー U=K*x^2/2=59.3[J]

しかし、幾何学的にたわみ量の限界があるため、上記たわみ量については だいぶプラスになっている。
L=1.8mの板でr=15mの円弧をカービングで描いているとすると、一番たわむ 真ん中の部分がたわまない時の、中心からの距離r'は、
r=sqrt(r'^2-(L/2)^2) より、r'=sqrt(r^2-(L/2)^2)=14.973m
たわんで円弧と一緒になってるときは15mだから、
たわみ量 x=r-r'=0.027m=2.7cm しかたわまないことになる。

このたわみ量でのエネルギー U=6860*0.027^2/2=2.5[J]
板のベンド分 +2cm たわむとしても、U=6860*(0.027+0.02)^2/2=7.6[J]

この7.6[J]を位置エネルギーと比較する。
U=Mgh より、h=U/MG=7.6/(70*9.8)=0.011m=1.1cm
つまり 1cm 分という、ギャップ程度の位置エネルギーでしかない。

そして、このエネルギーを全て加速に使えるわけではない。
バネの反発力の働く向きは、板の進行方向と垂直のため、なんらかの人間の 運動により進行方向への力へと、効いてくる向きをそらしてやらなければ ならない。
そうすると、その過程で必ずロスが出るから、最大でもその程度の効力しか ないということになる。

なので、スキー板のたわみを使って加速、っていうのは現実的でないのでは。
たぶん速くなる違う原理があって、それをたわみで加速、っていうふうに誤解 しているのではないだろうか。

【加速ではなく、切り替えの補助に使っているだけでは】

「カービング天国 スキーの板は、なぜ走るか?」
このページには板の返りで加速している説明ではなく、板の返り の使い方的には、切り返しの補助というかクロスオーバーの補助として使う、 ってことを書いてるんでは。
なにが言いたいかっていうと、板の返りが直接加速に貢献している、という ことではない、ってことです。

あと、この図で言う、B→Dへカービングさせずに板を平行に飛ばすのであれば、 板の返りをクロスオーバーに使える、ってことになると思うけど、この図で見ると そう使えそうに誤解しちゃうけど、実際にはそうは滑ってないんじゃ?
実際には板は飛ばずに、体(重心)が移動しているはず。