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LA FISICA E LO SCI ALPINO
FRANCESCO FRANCESCHETTI Facoltà di Scienze Motorie Università degli Studi di Bologna tel:
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La forza di GRAVITA’ è il motore nello sci alpino
“attira” ogni corpo verso il centro della Terra Ogni corpo ha un PESO La forza di GRAVITA’ è il motore nello sci alpino
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Max pendenza, traiettoria rettilinea
Solo p2 fa muovere lo sciatore Pendio ripido (α→90º): p2 = p
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Max pendenza: equilibrio
Baricentro-centro di massa
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CURVA: velocità longitudinale + trasversale
Una Forza centrifuga (Fcf ) spinge all’esterno lo sciatore allo stesso tempo una Forza centripeta (Fcp) spinge lo sciatore verso centro curva mediante il vincolo sci-neve a b sbandamento laterale Conduzione Mediante vincolo
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Al cambio spigoli (A): rc = (sci piatti) baricentro allineato con verticale sci Fcf = 0 Al punto max traslazione baricentro (B): rc minimo MFcf massimo
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Sbandamento 1) grande attrito (lamina+soletta)-neve 2) grande dispersione energia cinetica (di moto) 3) vincolo sci-neve imperfetto Conduzione 1) poco attrito lamina-neve 2) bassa dispersione energia cinetica 3) vincolo lamina-neve efficace (presa spigolo)
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Traiettoria curvilinea
Conduzione presa di spigolo + deformazione sci lamina intaglia un arco nella neve
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Forza centripeta Fcp Fcp è applicata nel vincolo
Generata dal movimento trasversale del corpo ovvero spostando il baricentro verso il centro curva richiede il vincolo spigolo (lamina)-neve Fcp è applicata nel vincolo
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Fcp: vincolo gomma-asfalto = lamina-neve
Distribuzione carico bontà aderenza
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Una sola esatta distribuzione carico
Pressione ottimale rispetto a: velocità ingresso pendenza terreno raggio curva proprietà meccaniche sci Corretta deformazione sci Efficace vincolo spigolo-neve Curva condotta
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Lo sciatore sente la Fcf
Fcf è applicata nel baricentro Fcf dipende da: M sciatore v2 sciatore 1/rc traiettoria (rettilineo: rc = )
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2a metà curva: maggiore traslazione baricentro (max ¾ curva)
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Flessione sci → arco (ampio) spigolo-neve
Elasticità attrezzo Flessione sci → arco (ampio) spigolo-neve N.B.: per v crescente → Φ cresce → Fcp cresce → reazione vincolo diminuisce Fcp & Fcf dominano l’equilibrio
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Sciancratura → raggio max curva senza sbandamento
Sullo sci caricato, la sciancratura determina: rc arco spigolo-neve deformazione elastica sci Sciancratura → raggio max curva senza sbandamento Neve + azioni sciatore → raggio min curva
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Forze di attrito } 1) Sci-neve 2) Sciatore-aria rallentano lo sciatore
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AERODINAMICA F = K*r*S*V2
K = coefficiente numerico, dipendente dalle caratteristiche fisiche del corpo e del moto r = densità dell’aria, dipendente dalla temperatura, dalla quota e dalla pressione atmosferica S = superficie equivalente del corpo (non necessariamente coincidente con la sua superficie fisica) V = velocità da questa legge si desume che le forze aerodinamiche dipendono dal quadrato della velocità, per cui, raddoppiando la velocità, la forza resistente aerodinamica generata quadruplica.
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L’ATTRITO RADENTE Esso non è altro che la resistenza che si oppone allo scivolamento di due corpi in contatto tra loro attraverso le rispettive superfici. Dipende: Dalla natura delle superfici di contatto (più o meno scabrose) Dalla pressione, di direzione normale, esercitata sulle superfici di contatto Dall’eventuale lubrificante interposto tra le superfici di contatto
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LA NATURA DELLE SUPERFICI
Le superfici in contatto sono: Il manto nevoso: neve fresca, neve compatta, neve ghiacciata La soletta dello sci: Legno, plastica
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LA PRESSIONE La pressione dipende dalla entità della forza peso che agisce normalmente alla superficie di contatto L’entità della forza peso dipende a sua volta dalla inclinazione del pendio e dalla superficie dello sci
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IL LUBRIFICANTE Tra la superficie del manto nevoso e la soletta dello sci si frappone un lubrificante: la sciolina. Le scioline hanno una struttura cristallina che varia in funzione della temperatura della neve e della temperatura prodotta nello scivolamento, favorendo il prodursi di un velo d’acqua che limita l’attrito.
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