Baricentro, principi fisici dello sci, forze, traiettorie, flessibiliità ed altro

Un saluto a tutti i partecipanti,
In passato ho preso parecchie lezioni da maestri di sci, ma nessuno di loro è stato in grado di spiegarmi quali sono i principi fisici che regolano la sciata. Ho quindi analizzato la pratica dello sci a livello scientifico analizzando le cause che permettono, ad esempio, allo sci di cambiare direzione, il ruolo del baricentro e tante altre cose.
Purtroppo ho avuto modo di confrontarmi solo con ingegneri e fisici che però, sfortuna vuole, non praticano questo sport.
Ho iniziato questa discussione nella speranza di trovare qualcuno che conosca la fisica (o meglio la meccanica) per avere un confronto sulle conclusioni a cui sono arrivato.

Ciao!
Questo forum è pieno di fisici (e ingengeri di vario genere), tutti ovviamente appassionati di sci, quindi penso potrai trovare le risposte che cerchi.

Tra l'altro periodicamente spuntano fuori discussioni su questo tema, se cerchi un po' troverai sicuramente alcuni spunti interessanti

La questione però è lunga e complessa (sopratutto quando entra in gioco la tecnica, sulla quale ognuno ha il suo punto di vista)...

Se hai voglia puoi raccontarci le tue conclusioni

Mauro Anghilante, "Capire lo sci". Trovi tutto lì.

Bella discussione. Speriamo abbia molti contributi.

Se si ha una minima preparazione in fisica da scuola superiore posso consigliare il libro " E adesso come faccio a fermarmi? " di Mario Fabretto a me è piaciuto molto.

Inizio con la sciata con sci dritti, non sciancrati,
Ho notato che il centro dello scarpone è in posizione arretrata, mentre nei pattini da ghiaccio (o meglio da hockey) il baricentro cade esattamente al centro della lama. Con gli sci dritti si lavora solo con il filo interno (termine utilizzato con i pattini da ghiaccio) che corrisponde alla lamine interne.
Da quello che ho capito avere il baricentro arretrato rispetto al centro dello sci serve per avere, in posizione eretta, il carico sulla parte posteriore dello sci quindi la lamina nella parte posteriore fa una presa maggiore della parte di lamina anteriore. Questo permette alla parte anteriore di scivolare (verso valle) iniziando la virata.
Durante la virata si piegano le gambe spostando il baricentro in avanti. Questo sortisce l'effetto di aumentare la presa della lamina della parte anteriore che resta ancorata alla superficie, mentre la parte posteriore, perdendo aderenza, derapa e conclude la virata.
Teoricamente si potrebbero montare gli attacchi nel punto centrale della zona utile delle lamine a patto di spostare forzosamente il peso indietro ed in avanti per ottenere lo stesso effetto.
Ho anche provato sperimentalmente la posizione delle spalle. Con le spalle (o meglio la retta che unisce le due spalle) perpendicolari agli sci l'incidenza delle lamine è molto bassa (per non dire nulla) mentre, grazie ai leveraggi del corpo umano, le spalle allineate agli sci (quindi verso valle) l'incidenza delle lamine è massima. In effetti coloro che tengono le spalle quasi sempre perpendicolari agli sci (parlo di sci dritti) derapano tantissimo durante le virate.
Caso diverso è quello dei pattini dove le spalle devono sempre essere allineate con la retta che congiunge il centro della virata con il corpo.
Questo, a mio avviso, è il motivo per cui i maestri insegnano a tenere le spalle sempre girate verso valle ed il movimento distensione-piegamento.
Con gli sci perfettamente dritti la stabilità della traiettoria rettilinea è praticamente neutra. Negli sci di fondo la sciancratura è fatta in modo da avere la parte centrale più larga della spatola e della coda, cosa che rende stabile la traiettoria rettilinea mentre anche solo una lieve sciancratura (non so come definirla se "positiva" o "negativa" o quel che è: spatola e coda più larghe della parte centrale) premette di correggere la traiettoria semplicemente inclinando anche di poco lo sci.
Caso diverso sono gli sci da carving che sono fortemente sciancrati, ma prima di proseguire vorrei sapere se il ragionamento che ho fatto è corretto.

Credo che gli attacchi si Montino arretrati per avere il peso centrato sullo sci, non arretrato come scrivi

se uno sci è fortemente sciancrato lo scarpone si monta nel centro della sciancratura per ovvi motivi di far flettere lo sci nel punto più streto e sfrittare tutta la lamina
su sci meno sciancrati si può giocare sul punto di montaggio (entro certi limiti)
punto di montaggio più avanzato rende lo sci più rapido in quanto si ha meno differenza tra il braccio di leva della punta e della coda, quindi lo sci ruota più facilmente
se il punto di montaggio si arretra lo sci diventa più stabile in quanto si può caricare più peso sulla punta e sfruttare più lamina in ingresso di curva
questo se si sfruttano le lamine, se si derapa non si sfruttano le lamine in realtà, in ogni caso si deve alleggerire la coda, ma anche inclinare meno e mettere meno forza per piegare lo sci e farlo curvare

Grazie per la risposta!
Infatti con gli sci da carving il principio è differente: per virare si inclina lo sci, la spatola e la coda fanno presa sulla neve, lo sci si flette appoggiando la parte centrale al terreno disegnando una curva, una sorta di solco, entro il quale lo sci scorre.
Se ci si inclina di più lo sci flette di più (la parte centrale deve toccare il terreno) e quindi diminuisce il raggio di curvatura.
Ovviamente perché il tutto funzioni bene è necessario distribuire uniformemente il peso lungo tutta la lamina.
In teoria (e forse anche in pratica) si potrebbe distribuire il peso su tutti e due gli sci ottenendo un binario su cui i due sci scorrono.

in effetti i principianti caricano praticamente un solo sci (l'interno), con l'esperienza si riesce a distribuire il peso su entrambi gli sci
senza andare a disturbare il carving comunque con sci non molto sciancrati ma morbidi (vedi sci da freestyle o da scialpinismo) il principio è lo stesso, ma sfrutta praticamente solo la flessione dello sci e non la sciancratura

Una cosa che non so, anche perché non ho avuto modo di fare delle misurazioni, è se la distanza di arretramento del centro scarpone rispetto al centro dello sci è costante o dipende dalla lunghezza dello sci (a parità di tipologia di sci).
E non saprei neanche dove cercare in rete questo valore o l'equazione che lo determina.
Ho impressione che l'unico modo che ho per saperlo è andare da un noleggiatore di sci e fare misurazioni dirette. Oppure in un negozio di assi e misurare.

dipende da tante cose
alcuni sci hanno segnati più punti di montaggio o addirittura una scala graduata
sugli sci sciancrati dipende dalla curva della sciancratura, quindi da quanto più larga è la spatola della coda

Io sono un fisico...ma appunto xke amo lo sci mi astengo dal rovinare tutto con mille pippe teoriche :shock:

TardoFreak ha detto:

Ho notato che il centro dello scarpone è in posizione arretrata....
Caso diverso sono gli sci da carving che sono fortemente sciancrati, ma prima di proseguire vorrei sapere se il ragionamento che ho fatto è corretto.

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Non capisco se tu sia un fisico o un ingegnere, ma ti tributo la mia personalissima standing ovation per avermi fatto capire tutto con linguaggio piano e comprensibile, invece che stordirmi con formule ed equazioni che per me sono cantonese (stretto, per giunta).
Grazie davvero.

bhè
se uno ha le ***** pesanti troverà il suo assetto migliore che sarà diverso rispetto a chi non ha le ***** ad esempio

se poi hai sulle spalle un bello zaino pesante altro assetto ancora.

per me al di là della ricerca di formule è più valido sviluppare un forte senso e padronanza di equilibrio che deve rispondere alle tantissime variabili a cui lo sciare è sottoposto: dalla velocità alla pendenza all'attrito dovuto alla qualità di neve etc.