Несмотря на все перипетии этого года, сезон фигурного катания внутри нашей страны уже в самом разгаре. Восклицая и аплодируя во время эффектных прыжков и ловких вращений, вы можете не осознавать, что наблюдаете за физикой в действии. Каждый прыжок требует тщательного расчета, чтобы время в воздухе и скорость вращения позволили сделать нужное количество оборотов и мягко приземлиться. Давайте немного разберемся, какие физические понятия и законы задействованы в различных этапах прыжка: подготовке, взлете, вращении и приземлении.
Подготовка к прыжку
Здесь важную роль играет такой параметр, как момент импульса (по-другому, угловой момент). При заезде на прыжок спортсмен должен не только набрать вертикальную скорость, но и развить угловой момент, который задает вращение. Эта физическая величина в свою очередь зависит от ряда факторов. Среди них можно выделить исходное положение спортсмена, изменение этого положения при заходе на прыжок и силу, которую фигурист создает против льда, покидая его поверхность. При отталкивании важно до последнего момента сохранять положение тела, которое имело место до перехода на толчковую ногу, тогда направление силы инерции и силы толчка совпадут и позволят произвести мощный и высокий взлет.
Взлет
В среднем, профессиональные фигуристки могут подниматься в воздух на 40 см, а мужчины - на 50 см. Но высота прыжка требует жертв. Точнее одной - бóльшая высота означает более низкую скорость вращения, которую можно развить.
Вращение
Во время вращения очень важно сохранять вертикальное положение тела. На этом этапе угловой момент, созданный во время подготовки и отталкивания, помогает спортсменам закрутиться в воздухе и уже не может быть изменен. Однако один параметр, который фигуристы еще могут контролировать - это момент инерции. Эта характеристика определяет, насколько легко можно ускоряться или замедляться в полете. Момент инерции зависит от массы фигуриста, от ее распределения относительно оси вращения и от угловой скорости вращения. Как вы могли заметить, во время прыжка ноги и руки фигуристов прижаты к оси вращения. В таком положении момент инерции помогает увеличить скорость вращения примерно в 3 раза по сравнению с ситуацией, где конечности разведены в стороны.
Приземление
Приземление часто является ключевой фазой, ведь именно из-за него срывается огромное количество прыжков. Оно начинается еще в воздухе с отведения в стороны рук и свободной ноги, чтобы увеличить момент инерции и, соответсвенно, замедлить скорость вращения тела. Касание конька со льдом начинается с зубца и потом переходит на всю плоскость подошвы. По некоторым оценкам, фигуристы ударяют по льду с силой, в 5-8 раз превышающий их собственный вес. Поэтому даже самая легкая фигуристка с весом 40-45 кг может приземлиться с силой эквивалентной более двум центнерам. Рассеивание такой большой энергии - непростая задача, особенно учитывая короткое время, за которое происходит приземление.
