脚を曲げ伸ばしした時に、雪面に対する圧力はどのように変わるか?
脚を曲げた状態から伸ばしていくと、その筋力によって雪面と上体は同じ大きさの力で逆向きに押される。その結果雪面の圧力は増し、上体は上に向かって押し上げられる(@→A:加重状態)。
脚が伸びている間はこの状態が続く。脚の動きが止まると雪面を押す力は無くなるが、上体はそのまま上に向かって移動を続けるので空中に浮く状態となる (抜重状態)。
雪面を押す力の大きさは(脚を伸ばした量÷時間)に比例する。つまり脚をゆっくり伸ばした場合、雪面を押す力はあまり増えない。脚を速く伸ばすと瞬間的に雪面に対する圧力が増え、そのあとすぐ抜重状態になる。これは実際にジャンプしてみればわかることだが、ジャンプする時は、なるべく速く、そしてより多く足を伸ばした方が高く飛べる。
スキーヤーの上体がある高さまで達すると、瞬間的にその部分で停止した後、再び雪面に向かって落ちてくる。そしてスキーヤーの足が雪面に着いた時、その落下エネルギーによって雪面に強い圧力を加えることとなる。
脚を伸ばした状態から曲げる場合
スキーヤーの上体は地球の重力によって下の方に引っ張られており、脚の力を抜くと、下の方に落下していく(ボールを空中から落とすように)。
最初(Cの状態)ではスキーヤーの体重が雪面にかかる圧力となる。この状態から脚を、上体の落ちていく速度と同じ速さで曲げていくと(上図)、脚を曲げ続ける間(C→D)は雪面にかかる圧力はスキーヤーの体重のままである。
最後(Eの状態)で脚の曲げを止めると、(落ちていくボールが地上にぶつかる時と同じで)雪面にかかる圧力は瞬間的に増える。この時、脚の筋肉を緊張させ、瞬間的に止めると、落下するエネルギーはすべて圧力の増加に変わるが、脚の曲げを止める時に力を抜いた状態にしてゆっくり止めると、そのエネルギーが脚に吸収されてうまく圧力が増えない(ボールが堅いコンクリートに落ちた時は、その時のエネルギーが無くならないため、ボールは大きくはじき返されるが、スポンジの上にボールを落とすとエネルギーを吸収されるので、跳ね返ってこないように)。
最後に雪面にかかる圧力の大きさは、脚の曲げの速さと関係している。脚の曲げを上体の落下スピードより遅くすると、ブレーキをかけながら上体が落下していくことになるので、上体の落下エネルギーが減り、雪面にかかる圧力もあまり増えない。脚の曲げを上体の落下スピードより速くすると、上体の落下エネルギーが失われることがないので、雪面にかかる圧力も増える。雪面にかかる圧力の量は、上体の落下する距離が大きいほど大きくなる。
最初(Fの状態)から、脚を上体の落ちていく速度よりも速く曲げていくと、脚を上に引き上げるような状態になり、その時雪面に圧力がかからない状態になる(Gの状態)。
脚の動きを止めると、上体はそのまま落下していき、足が雪面に着いた時に、落下したエネルギーが圧力となって瞬間的に雪面に圧力の増加をもたらす(Hの状態)。この時雪面にかかる圧力を損なわないようにするためには、足が雪面に着いた時に、脚の筋力を緊張させておく必要がある。着地した瞬間に脚を曲げたりすると、落下エネルギーを吸収することとなり、その分、圧力が減少することとなる。
さてそれでは、上記したことを伸身によるターン切換及び屈身によるターン切換に当てはめてみると、その時に雪面にかかる圧力はどのように変化するだろうか?(遠心力は考えないものとする)
Auther : Masahiro Kaida
All Rights Reserved by Masahiro Kaida since November 20, 1997