Фигуристы должны не только совершать невероятные подвиги человеческой силы и ловкости, но и преодолевать пределы человеческих возможностей, делая свои движения легкими. Их движения кажутся грациозными и плавными, так как они бросают свое тело в воздух, не имея ничего, кроме твердого льда внизу.
Как зрители, мы считаем само собой разумеющимся, что программа фигурного катания будет включать в себя несколько прыжков, которые включают в себя тройные и даже четверные вращения в одном прыжке. Выполнение идеального прыжка требует точного сочетания скорости, силы, вертикальной скорости, углового момента, трения и, конечно же, хронометража. Давайте разобьём некоторые из этих важных деталей, которые входят в идеальную петлю, флип, сальхов, аксель или луц.
Скорость по вертикали
Вертикальная скорость фигуриста, или скорость, c которой он движется вверх в прыжке, помогает определить, как высоко он может подняться. Эта высота, в свою очередь, определяет, сколько времени он продержится воздухе, прежде чем вернуться на землю, и, таким образом, за какое время он должен выполнить элемент или вращение.
Вертикальная скорость, необходимая для достижения определенной высоты, одинакова для любого фигуриста, но сила, необходимая для достижения этой скорости, зависит от размера и веса, а также от того, как долго сила прилагается для того, чтобы подтолкнуть тело вверх. Для создания максимальной силы необходимы более сильные мышцы.
Угловой момент
Еще один фундаментальный физический принцип, демонстрируемый в прыжках на коньках, - это закон сохранения углового момента. Угловой момент фигуриста является произведением его линейного момента и его угловой скорости или скорости вращения. Угловой момент работает аналогично линейному моменту в тех вращающихся (или движущихся) вещах, которые любят продолжать вращаться (или двигаться) до тех пор, пока не будут остановлены действием внешней силы. Другими словами, больший угловой момент позволяет спортсмену вращаться быстрее в воздухе до тех пор, пока он не ударится о землю.
Вы, возможно, заметили, что фигуристы склонны начинать прыжки с вытянутыми руками, но, находясь в воздухе, они прижимают их к телу, чтобы максимально уменьшить свой размер. Это происходит потому, что угловой момент всегда будет уменьшаться при любом противодействии. Если у вас есть вращающееся кресло, вы можете попробовать это для себя дома. Вытягивание рук уменьшает инерцию вращения, так что ваша угловая скорость должна увеличиться, чтобы уравновесить это уменьшение и, в конечном счете, сохранить угловой момент. И точно так же, как фигуристы, вы можете замедлить себя, вытягивая ваши руки наружу снова.
Скорость
Вертикальная скорость, угловой момент и скорость - все это способствует достижению конечной цели фигуриста, который больше времени проводит в воздухе, так называемом времени зависания, чтобы завершить свои вращения. Законы физики помогают нам перевести высоту прыжка фигуриста в высоту времени, проводимого в воздухе. На высоте четырех футов у фигуристов есть целая секунда времени зависания, но более типичная высота прыжка от одного до двух футов оставляет только 0,5 и 0,7 секунды для выполнения вращений.
Для выполнения прыжка с четверным вращением фигурист должен будет поддерживать среднюю скорость вращения около 340 оборотов в минуту (в зависимости, конечно, от времени зависания). Известно, что конькобежцы достигают пиковой или максимальной скорости до 440 оборотов в минуту.
Трение
Фигуристы также полагаются на трение - силу, которая заставляет энергию рассеиваться, останавливая их движение по льду. Чтобы наилучшим образом использовать силу трения, фигуристка фактически имеет два лезвия: одно внутреннее и одно внешнее с канавкой в центре. Эти лезвия вырезаются под углом, чтобы помочь конькобежцам в координации движений и обеспечить дополнительное сцепление со льдом.
Лезвия также имеют спереди заостренные зубы на переднем конце, чтобы "вгрызаться" в лед, когда необходимо, чтобы трение было достаточным для остановки или чтобы помочь старту в прыжке.
Напротив, у конькобежцев, как правило, более длинные и широкие полозья, чтобы вырабатывать больше тепла при движении по льду. Это приведет к тому, что лед немного подтает, и эта талая вода улучшит скольжение во время бега.