Eine einfache Methode, den belagseitigen Winkel zu messen

[elypsis]

In dieser Diskussion fallen die dynamischen Momente bei Skifahren hinten runter. Keine der Vektorgrafiken berücksichtigt das, mir fehlt die 3. Dimension. Keiner steht doch wie ein steifes Rübli auf seinem Ski und wartet, was selbiger mit ihm macht! Über den Hüftknick senkt sich der KSP, was mehr Kantendruck ermöglicht. Gleichzeitig arbeitest du auf deinem Ski nach vorne. Damit vergrößerst du den Kantendruck, die aktive Kantenlänge wird größer, was den Kantenhalt absolut gesehen mehr beeinflusst als der belagsseitige Winkel per se.

[Pancho.Ski]

Absolut richtig.

Lass uns das zurückstellen für später.

Gedanklich frieren wir hier zu einem Zeitpunkt t alles ein, und betrachten erstmal sehr grundsätzlich und vereinfacht die Kräfte.

Es mach sehr wenig Sinn, jetzt schon weiter Richtung Dynamik zu gehen, wenn das einfache Grundmodell vom "Hausherren" dieses Blogs nicht verstanden wird.

Eingefroren bewegt sich erstmal nix. Ich habe schon angedeutet, dass der Vektor Fz (stehend für die Zentrifugalkraft) nicht über den Schwung betrachtet konstant sein kann, das ist aber bei weitem nicht alles.

Lass uns das zurückstellen, sonst machen wir zuviel Fässer auf im Moment....

& EDIT:
Der praktische Nutzen der gesamten Betrachtung für das Skifahren auf der Piste ist nahe Null. Was die Modellierung beantworten KANN (und das war der Auslöser, wieso ich um die Ecke kam damit), war Peters Wunsch, verstehen zu wollen , wieso der belagseitige Kantenwinkel besonders im kleinen Bereich zwischen 0-0,5 Grad so große Auswirkungen hat, und welche Kräfte eigentlich auf den Ski wirken.

Es sind also Fragen, wie sie für den Konstrukteur eines Skis wesentlich sind (und noch viel mehr, in dem Bereich habe ich im feinen keine Erfahrungen), aber die erste alle Betrachtungen als Einstieg, ist sicher eine ähnliche wie hier.

Nutzen im Sinne, wie verbessere ich meine Fahrtechnik praktisch auf der Piste, oder didaktische Ansätze im Sinne von, wie erkläre ich Skifahren als Skilehrer, sind nicht zu erwarten - das geht allein über empirische Ansätze...

...sonst könnte man am Schreibtisch ein super Skifahrer werden...

[elypsis]

... wieso der belagseitige Kantenwinkel besonders im kleinen Bereich zwischen 0-0,5 Grad so große Auswirkungen hat

Per se gehe ich mit dieser Aussage nicht d'accord. Das Warum hatte ich bereits ausgeführt. Letztendlich ist der Faktor Zeit, den man zum Auf- bzw. Umkanten braucht, viel entscheidender als der Winkel. Das bedeutet, je kleiner der Winkel, desto schneller ist die Kante in Position, um zu greifen. Dies erklärt auch, warum Kantenwinkel deutlich unter 1 Grad bei unaufmerksamer Fahrt gerne zum Verschneiden neigen.

[Pancho.Ski]

@urs und @elypsis:

Ganz anschaulich und für die Praktiker gibt es eine Übung auf der Piste, die mit dem Grenzwinkel zwischen Kantengripp und Driften spielt, nämlich die Schwunggirlande.

https://youtu.be/tcq-oPHEwaY?t=237
(ist wieder auf den richtigen Zeitpunkt vorgespult)

Der Grenzwinkel (durch ständig sich ändernden Radius und Geschwindigkeit / und durch Dinge, wie Volker sie angesprochen hat) zwischen Driften und Carven (unser FR) ändert sich dynamisch mit der wirkenden Zentrifugalkraft ständig, gleichzeitig die Bewegungen des Skifahrers.

Das Ergebnis ist ein dynamisch spielerisches Überschreiten der Grenze in beide Richtungen...

…Ohne Hüftknick nach außen...

[Pancho.Ski]

Per se gehe ich mit dieser Aussage nicht d'accord. Das Warum hatte ich bereits ausgeführt. Letztendlich ist der Faktor Zeit, den man zum Auf- bzw. Umkanten braucht, viel entscheidender als der Winkel. Das bedeutet, je kleiner der Winkel, desto schneller ist die Kante in Position, um zu greifen. Dies erklärt auch, warum Kantenwinkel deutlich unter 1 Grad bei unaufmerksamer Fahrt gerne zum Verschneiden neigen.

Ich stimme in soweit zu, dass der dynamische Faktor Zeit auch eine Rolle spielt, und das erlebte Kantengefühl zusätzlich mit verursacht, das wir wahrnehmen..
Das widerlegt aber die wirkenden Kräfte auf die Kante nicht. Die gibt es so winkelabhängig auch, das ist so...

Auch wenn man langsam in eine große Kurve geht (also Zeit keine Rolle spielt) spürt man eine höhere Aggressivität und ein früheres (im Sinne von im Bewegungsablauf bei einem noch kleineren Aufkantwinkel), ein anders Zupacken des Skis.

Was welchen Anteil am erlebten Kantengefühl (beim modellieren von Fahrgefühl scheitert das Modell komplett ) hat, ist sicher diskussionswürdig. Ich würd aus dem blauen heraus sagen, dass im Falle der planliegenden Ski und dem verschneiden eher die Kraftkomponenten und die Störanfälligkeit überwiegen, genau so - denke ich - dass es bei lang gezogenen Kurven ist. Bei schnellen Slalomwechseln ist der Zeitfaktor beim Umkanten sicher erheblich mit verantwortlich für das dynamische Gefühl - aber ehrlich gesagt, gibt das mein Modell nicht her - die Beantwortung dieser Frage kann es nicht leisten. Sicher beantworten lassen sich damit die Kräfteverhältnisse wie beschrieben. Die zetliche Dynamik - dein Ansatz, bleibt bis dato außen vor und ich sehe das als Ergänzung. Beides findet sicher statt... Wer es wie erlebt, ist sicher auch subjektiv.

Also guter Punkt, sehe ich als Ergänzung...

[NeusserGletscher]

Wolltest Du Dich nicht aus der Diskussion ausklinken? Solange Du prinzipiell nichts neues beizutragen hast und immer nur mit nebulösen Andeutungen arbeitest, halte ich das für Deine bislang beste Idee.

Angesichts der Flut Deiner Beiträge scheinst Du Quantität mit Qualität zu verwechseln. Wieso gehst Du mit keinem Wort auf meine Fragen ein und kaust statt dessen immer wieder die gleichen unkonkreten Behauptungen wieder? Die Frage des Grenzwinkels hängt einzig und alleine davon ab, wie ich den Ski belaste, auf der Innen- oder auf der Außenkante. Das hat nicht einmal etwas mit Physik zu tun, das ist einfache Mathematik der Sekundarstufe I. Wenn Du das nicht einmal begreifst, dann haben wir keine gemeinsame Diskussionsbasis.

Der negative Hüftknick ist eine Erfindung von Peter, dieser ist nicht notwendig.

Andreas, aus meinen Skizzen geht glasklar hervor, dass die von Dir postulierte Situation (Fp weist nach außen) ausschließlich dadurch entstehen kann, wenn man sich entweder mit der Hüfte aus der Kurve legt oder aber die Füße nach außen kippt. Und dies ist keine typische Situation, wie man sie mitten im Schwung zwischen der Schwungeinleitung und dem Fertigfahren der Kurve in der Regel hat.



Enweder mangelt es Dir an räumlichen Vorstellungsvermögen oder - pardon wenn ich das jetzt mal so sage - Du verarschst uns nach Strich und Faden.

Deine Annahme vom Verlauf von FR ist falsch... Wie oft noch?

Komisch, ich habe die Kräfte genau so wie Du in Deinem Diagramm eingetragen. Wieso ist bei mir falsch was bei Dir richtig ist?

Auf den Fahrer wirkt zunächst die Gewichtskraft und die Zentrifugalkraft. Die resultierende Kraft, die auch die Ski zum Untergrund hin übertragen müssen, dürfte also schräg nach unten und außen zur Kurve hin deuten.

^Draufsicht, Skifahrer in Kurvenfahrt mit Radius R, Zemtrifugalkraft Fz

FE08E52A-A1C7-41C2-898C-A538D7006694.jpeg
^Frontansicht, Skifahrer in Kurvenfahrt mit Gewichtskraft FG, Zentrifugalkraft Fz und der aus beiden Kräften resultierenden Kraft FR als Ergebnis der Vektorsumme aus Fz und FG

Im Ergebnis wirkt also eine Kraft FR auf unseren Skifahrer (vereinfacht, die Hangabtriebskraft und Reibungskräfte und noch einige weitere interessieren uns hier mal nicht). Diese Kraft müssen die Ski nun auch in den Untergrund übertragen, sie sind ja der einzige Kontaktpunkt.
Betrachten wir nun mal extrem vergrößert nur die KANTE, den Belag vergessen wir mal und ergründen, wie diese Kraft auf die Kante wirkt.

Hier sind drei Fälle zu unterscheiden.

1.) Aufkantwinkel ist größer, als der Winkel unter dem unsere resultierende Kraft FR wirkt, ein guter Carver

Bei werden zwei Flächen aufeinander gepresst, teilt sich die Kraft in eine zur Kontaktfläche senkrechte Kraft Fs, die quasi für das abpressen sorgt und eine zur Kontaktfläche Parallele Kraft Fp. Hier im dem Fall sieht man, dass Fp nach unten gerichtet ist, und dafür sorgt, dass unsere Kante in den Untergrund schneidet.

Vorschlag zur Güte: Zeichne endlich bitte alle relevanten Kräfte und die Geländeneigung in eine Zeichnung ein und dann erläutere uns, worin der Unterschied zu meiner Zeichnung liegen soll.

... wieso der belagseitige Kantenwinkel besonders im kleinen Bereich zwischen 0-0,5 Grad so große Auswirkungen hat

Per se gehe ich mit dieser Aussage nicht d'accord. Das Warum hatte ich bereits ausgeführt. Letztendlich ist der Faktor Zeit, den man zum Auf- bzw. Umkanten braucht, viel entscheidender als der Winkel. Das bedeutet, je kleiner der Winkel, desto schneller ist die Kante in Position, um zu greifen. Dies erklärt auch, warum Kantenwinkel deutlich unter 1 Grad bei unaufmerksamer Fahrt gerne zum Verschneiden neigen.

Das Thema haben wir schon x-mal durchgekaut und selbst außerhalb dieses Forums wurde das hinreichend erklärt:

Wer mit Weltcup-Serviceleuten spricht weiß aber: Selbst Weltcup-Profis sind oft nicht in der Lage, einen Kantwinkel von 86° oder 87° im Blindtest zu unterscheiden. Normalskifahrer werden dazu also schon gar nicht in der Lage sein. Der seitliche Kantwinkel per se ist somit relativ irrelevant. Logischerweise gilt zu bedenken, dass ein spitzerer Winkel (86° oder 87°) schneller verschleißt als ein eher rechter Winkel (89° oder 90°). Womit für fast alle Anwendungsbereiche ein seitlicher Kantwinkel von 88° die goldene Mitte aus Schärfe und Verschleißfestigkeit darstellt.

Selten diskutiert wird hingegen der belagseitige Kantwinkel. Dabei ist dieser im gesamten Skiservice der mit Abstand wichtigste Einzelparameter, was Drehverhalten und Kantengrip betrifft. Die Kanten müssen belagseitig leicht abhängend vom Belag geschliffen werden. Wenn die Kanten nicht abhängen und komplett plan mit dem Belag stehen, fährt der Ski geradeaus und lässt sich nicht drehen. Im Gegensatz zum seitlichen Belagswinkel wird beim belagseitigen Kantwinkel auch der Laie in der Lage sein zwischen Nuancen im Viertel-Grad Bereich zu unterscheiden. Somit sind ideale belagseitige Kantwinkel im Bereich zwischen 0,7° und 1,5° hängend. Wer mehr auf der Piste unterwegs ist, wird unter 1° fahren, für Freeride- und Tourenski kann es auch etwas über 1° sein.

[Pancho.Ski]

... wieso der belagseitige Kantenwinkel besonders im kleinen Bereich zwischen 0-0,5 Grad so große Auswirkungen hat

Per se gehe ich mit dieser Aussage nicht d'accord. Das Warum hatte ich bereits ausgeführt. Letztendlich ist der Faktor Zeit, den man zum Auf- bzw. Umkanten braucht, viel entscheidender als der Winkel. Das bedeutet, je kleiner der Winkel, desto schneller ist die Kante in Position, um zu greifen. Dies erklärt auch, warum Kantenwinkel deutlich unter 1 Grad bei unaufmerksamer Fahrt gerne zum Verschneiden neigen.

Und jetzt mal logisch auseinander genommen:
du schreibst, "die Zeit die man braucht, ist viel entscheidender als der Winkel"... und:
…"je kleiner der Winkel, desto schneller ist die Kante in Position."

Das ist nüchtern zerlegt, das was ich behaupte, mit anderen Worten. Grund für die weniger benötigte Zeit, ist der Winkel...

...und wieso das so ist, das begründen die Kräfte in Abhängigkeit vom Winkel.

oder...?

[Pancho.Ski]

@NeusserGletscher

In den Kräften Fs und Fp sind die Zentrifugalkräfte enthalten !

denn

Fr=Fz+Fg

und...

Fr=Fs+Fp

daraus folgt

Fs+Fp=Fz+Fg

(jeweils vektoriell addiert)

das ist ja genau der Clou, weswegen man diese Addition und Rückzerlegung macht.

Fs und Fp sind genau die Kräfte, die Fg und Fz an der Kante abhängig vom Winkel der Kante bewirken.

Ist es jetzt klar?

Wen a=b und a=c dann folgt b=c

Wenn du jetzt für a=Fr, für b=Fg+Fz und für c=Fs+Fp einsetzt, dann hast du es.

Wenn du nach der Umformung, nach dem Du Phase 1 abgeschlossen hast, noch anfängst irgendwelche Kräfte dazu zu malen, produzierts du zwangsläufig Unsinn...

Gern geschehen...

Es ist wie bei einer Textaufgabe. Phase 1, man formuliert das Problem, Phase 2, man löst nach X auf...

Kannst Du jetzt meine zwei Fragen beantworten?

Und bitte bleib dabei, ich hab mir das didaktisch gut überlegt...

Nochmals, glaub mir doch einfach: Ich habe garantiert nix vergessen und verabschiede dich von deinem nach außen Hüftknick-Männchen...

[Pancho.Ski]

Ist das verstanden, sonst zeichne ich es nochmals Schritt für Schritt auf....

[Pancho.Ski]

Nachtrag:

Also, du möchtest erklärt bekommen, was Du falsch verstanden hast?

Hier Punkt 1.) Wodurch wird FR (als Vektor sowohl dem Winkel als als auch dem Betrag nach) bestimmt? und wodruch nicht?

-> Punkt 2) Finde dein immer noch vorhandenes Masseparadoxon und berichtige es!

Sag mir wenn Du Hilfestellung brauchst...

Und bitte lass uns uns allein um diese beiden Punkte kümmern, denn das ist das Fundament (die Grundlagen, an denen es hapert!), also bitte erstmal nur mal darum---!!!

und das

Ach ja Nachtrag 2.)

Da ich ja die Lösung von 1 in Teilen schon verraten habe, erweitern wir um Aufgabe 1b als weitere Konkretisierung:
Welche Physikalischen Größen bestimmen FR und welche davon sind beeinflussbar durch den Fahrer?

Wie siehts aus...?

Edit:
verzichte bitte auf diesen megafett formatierten Text. Meine Lesebrille hat die richtige Stärke und fett / groß geschrieben, bedeutet in einem Forum brüllen..
Sei so gut und lass das...