La dinamica

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I Legge della dinamica:

Un corpo persiste nel suo stato di quiete o di moto uniforme finchè non interviene una forza a cambiare questo stato

II Legge della dinamica

La variazione di moto di un corpo è proporzionale alla massa ed all'accelerazione
F = m·a

Peso di un corpo sulla Terra

w = m·g
dove m = massa del corpo
g = accelerazione di gravità = 9,8 m/s²

Attrito

Termine usato per indicare vari tipi di forze dissipative che tendono ad impedire o ostacolare il moto relativo tra due corpi o sostanze a contatto. Nello sci agonistico è particolarmente importante ridurre l'attrito tra sci e neve (attraverso le scioline e le scanalature della soletta) e quello dell'aria (attraverso tute e posizioni sempre più aerodinamiche), ma anche nello sci amatoriale, uno sci scorrevole sulla neve è molto più divertente e meno faticoso da manovrare...e poi, chi non ha mai sognato di superare l'amico che si vanta di aver appena comprato gli sci dell'ultima generazione?

Forze di attrito radente

Agiscono parallelamente alle superfici di contatto di due corpi solidi che scivolano senza rotolare uno sull'altro, e sono sempre diretti in modo di ostacolare il moto relativo delle superfici a contatto. L'attrito radente soggiace a leggi elementari enunciate da Coulomb, che trovano ancora oggi grande applicazione nonostante il loro carattere approssimativo
Forze di attrito dinamico: si manifestano tra superfici in moto relativo
F_D= m_D·N
F_D= forza di attrito radente dinamico
N = forza esercitata da un corpo sull'altro perpendicolarmente alla superficie di contatto
m_D= coefficiente di attrito dinamico
il coefficiente di di attrito dinamico m_Ddipende solo dalla natura delle superfici a contatto e dalla loro rugosità, mentre in prima approssimazione è indipendente dalla velocità di scorrimento.

Forze di attrito statico: sono date da
F_S= m_S·N
F_S= forza di attrito statico
m_S= coefficiente di attrito statico
se i due corpi sono inizialmente fermi, per metterne in moto uno è necessario vincere una forza di attrito maggiore di F_D
La forza F_S raggiunge quindi il suo valore massimo nel momento del DISTACCO, cioè quando si passa dallo stato di quiete a quello di moto

Forze centripete

Sono le forze necessarie a mantenere un corpo su una traiettoria non rettilinea

F_c= m·(v²/r)
dove F_c= forza centripeta applicata al corpo e diretta verso il centro di curvatura della traiettoria
v = velocità del corpo
r = raggio di curvatura della traiettoria

Proviamo a sostituire, al posto delle formule, dei valori prendendo in esame le varie discipline:

Slalom Gigante:

m = massa dello sciatore = 80 Kg
v = velocità dello sciatore = 50 Km/h = 13,88 m/s
r = raggio di curvatura = 30 mt

F_c= 80·(13,88²/30) = 513,745 N

Discesa Libera

m = 80 Kg
v = 100 Km/h = 27,77 m/s
r = 70 mt

F_c= 80·(27,77²/70) = 881,34 N

Capite ora perchè le gambe degli sciatori sono grosse come dei tronchi di quercia? Essi devono sopportare delle forze centrifughe enormi ad ogni curva, anzi chi ha la forza per riuscire a sopportarle, riesce anche a fare degli archi di curva più stretti e quindi a guadagnare in termini di tempo (vedi "e quindi nelle gare?", oppure "perchè gli atleti hanno le gambe grosse?")

Stefan Eberharter in Discesa Libera

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