Rörelsemängd
Rörelsemängd är den egenskap som får åkaren att fortsätta i samma riktning och hastighet så länge inte en yttre kraft påverkar åkaren. Detta är exempel på Newtons första lag.
Åkarens rörelsemängd bestäms av dess massa (kg) och hastighet (m/s). Formeln för att räkna ut rörelsemängden är: P = m * v, där m är åkarens massa och v är åkarens hastighet.
Detta innebär att en åkare som ökar sin hastighet från 10 m/s till 20 m/s får dubbelt så stor rörelsemängd. På samma sätt har en tyngre åkare större rörelsemängd än en lättare åkare när de åker i samma hastighet.
En åkare fortsätter i samma hastighet tills dess att något bromsar åkaren. Flackar backen ut kommer hastigheten att minska och således rörelsemängden. På samma sätt minskar rörelsemängden om åkaren bromsar genom att till exempel tvärställa sina skidor.
När åkaren vrider och kantställer sina skidor ändras dess interaktion med snön och skidorna intar en ny åkriktning nedför backen. Rörelsemängden har därmed inte bara ändrat sin storlek utan även sin riktning.
Reflektion:
- Rita och beskriv hur rörelsemängdens storlek och riktning förändras genom en svängcykel. I vilken del av svängen är rörelsemängden störst respektive minst?
Kraftmoment
Kraftmoment beskriver ett föremåls förmåga att rotera kring en axel. Ett större kraftmoment påverkar hur lätt föremålet kan rotera. Kraftmomentet beror på två faktorer: storleken på den kraft som appliceras på föremålet och avståndet, hävarmen, från axeln till den punkt där kraften appliceras.
Storleken på hävarmen bestäms av avståndet mellan rotationspunkten (den punkt föremålet roterar runt) och angreppspunkten (punkten där kraften appliceras). Ökar kraften från 10 N till 20 N kommer kraftmomentet bli dubbelt så stort. På samma sätt kommer kraftmomentet öka om hävarmen förlängs men kraften är konstant.
Inom skidåkningen kan kraftmoment användas för att förklara olika skidtekniska utfall.
Att utföra en stavisättning är ett typiskt exempel på hur ett kraftmoment kan användas för att till exempel skapa en separation mellan över- och underkropp som i sin tur kan påverka interaktionen skida/snö. Kraftmomentet i en stavisättning påverkas av åkarens:
- Hävarmen.
- Vinkeln staven har gentemot underlaget.
- Hur mycket åkaren håller emot när staven sätts i snön.
Reflektion:
- Hur kan du förändra storleken på hävarmen när du gör en stavisättning?
Metod
- Kroppens påverkan på kraftmoment.
- Stavisättningens påverkan på svängen
Tröghetsmoment
För att skapa en rotation på ett föremål krävs alltså en kraft. Hur mycket och med vilken hastighet föremålet roterar beror på var kraften appliceras och hur stor den är. Det som också påverkar föremålets förmåga att rotera är hur dess massa är fördelad runt rotationsaxeln. Rotationsaxeln är den linje som ett föremål kan tänkas rotera runt. Avståndet från massan till dess rotationsaxel kommer att avgöra föremålets tröghetsmoment.
Om föremålets massa är fördelat nära rotationsaxeln går det lättare att skapa en rotation än om massan är fördelat längre ifrån rotationsaxeln. Ju större tröghetsmoment ett föremål har, desto större kraftmoment krävs för att få en rotation.
En skidåkare kan ändra sitt tröghetsmoment genom att ändra kroppsdelarnas avstånd till rotationsaxeln:
- Bred eller smal skidföring.
- Armarna långt ut från kroppen eller nära.
En åkare med smal skidföring kommer alltså att ha ett mindre tröghetsmoment och kan därmed få en större rotation om den påverkas av vridande krafter.
Reflektion:
- På vilket sätt utnyttjar en åkare i parken tröghetsmomentet för att genomföra en 360?
