MEKANIK: Det omvendte pendul

Find balancen på ski from Skiteori.dk on Vimeo.

Når en skiløber flytter sine fødder under sit tyngdepunkt, for at holde balancen, svarer det meget godt til et klassisk fysisk problem; Det omvendte pendul. Et pendul hænger normalt i en stabil ligevægt, når det hænger fæstnet i toppen, med selve pendulet ned ad. Men når det vendes om befinder det sig pludselig i en meget ustabil ligevægt hvor det mindste puf, vil banke det ud af ligevægten. En skiløber er et omvendt pendul der i ethvert øjeblik bankes ud at en netop etableret ligevægt. Skiløb er konstante korrektioner for hele tiden at finde den næste ligevægt.

Når vi skal beskrive balancen frem-tilbage over skien og balancen sideværts for en skiløber, så kan vi betragte skiløberen som et omvendt pendul. Et pendul er normalt fæstnet i et hængsel, og hænger nedad. Er det ikke påvirket sideværts hænger det stille i en ligevægtsstilling. Vender vi pendulet om, så hængslet er nederst og pendulet peger opad, kan vi i den ideelle verden, også her, faktisk stille det i en lodret ligevægtsstilling. Fuldstændig som hvis vi balancerede en skistav på den ene finger og kunne holde hånden fuldstændig stille.

Men selvsagt er denne ligevægtsstilling meget ustabil. Den mindste påvirkning vil forstyrre ligevægten og pendulet vil falde til siden i en roterende bevægelse. Som hvis en person prikkede til toppen af den balancerede skistav, og den begyndte at falde mod jorden i en roterende bevægelse. Dette omvendte pendul - eller skistaven - er et rigtig godt billede på hvordan en skiløber holder balancen, og hvad han skal gøre for at bevæge sig i en ny retning. Skistaven repræsenterer vores krop med et tyngdepunkt et eller anden sted omkring midten, og hånden repræsenterer vores understøttelsespunkt.

Når en skiløber kører lige ned i faldlinien for at opbygge fart til det første sving er han i balance sideværts. Han befinder sig i en ustabil ligevægt ligesom den balancerede skistav og det omvendte pendul. Med indre kraft påvirker han tyngdepunktets placering og bevæger det ind i den første svingafslutning. Han har prikket til toppen af den balancerede skistav og bragt den ud af ligevægten. Han begynder så at sige at falde sidelæns ind i svinget. Hvis han intet gjorde, dvs fortsatte med en kantvinkel på omkring 0 grader og lod tyngdepunktet falde ind i svinget, ja, så ville han falde ind i svinget. Men ved at øge kantvinklen flytter han understøttelsespunktet med væk fra faldlinien og ind i den første svingafslutning. Da tyngdepunktet fortsætter med at falde sideværts øges lænevinklen mere og mere og kantvinklen øges tilsvarende.

På et tidspunkt beslutter han at afslutte det gamle sving og bevæge sig mod det nye sving. På et højt niveau vil skiløberen fortsat øge kantvinklen, mens han bevæger tyngdepunktet mod det nye sving. Han har brudt sin sideværts balance og er faktisk påbegyndt et fald til den anden side. Han har faktisk hurtigere til siden en skistaven falder, så hånden overhaler skistavens tyngdepunkt og derved får den til at falde til den anden side. Og det hele starter nu forfra: skiløberens krop er nu igen bragt ud af ligevægt, og falder sideværts ind i det nye sving, og for ikke at falde ind i svinget må han sørge for at kante og dreje sine fødder for at sørge for at understøttelsespunktet følger med, og netop understøtter tyngdepunktet gennem svinget. Dette er denne placering af understøttelsespunktet som den canadiske skiskole kalder 'Foot placement'.
Frem og tilbage over skien bringes pendulet ikke ligeså meget ud af ligevægten, men tilsvarende korrektioner foregår gennem hvert eneste sving også i frem-tilbage retningen.

Tyngdepunktet skal altid bevæges først, og derefter skal understøttelsespunktet tilpasses. Hvis fødderne startede svinget fra faldlinien, ville det svare til at stå med den balancerede skistav på fingeren, og pludselig bevæge hånden sideværts. Det ville resultere i at staven faktisk ville påbegynde et fald i den modsatte retning. Svarende til at hvis skiløberen kun kantede i fødder og underben uden først at have bevæget tyngdepunktet i den ønskede retning, så ville tæppet blive rykket væk under ham, og han ville falde ud af svinget.

Forståelsen af det omvendte penduls princip er afgørende for at forstå hvordan man bedst holder balancen på ski.