Обратимся к рисунку, показывающему силы, действующие на лыжника, которые были описаны в предыдущей статье. На зигзагообразной траектории лыжника есть места, которые нельзя объяснить теми движущими силами, которые мы там рассмотрели. Так в точках 1, 3 и 5 разгоняющая сила равна нулю, а в ближайших к ним местах настолько мала, что трение лыж о снег должно бы остановить лыжника, но он за счет какой — то неучтенной силы, проезжает этот участок. Такой силой, дающей возможность продолжать движение в местах где нет разгоняющей силы и является движение по инерции. Инерция, это удивительное свойство массы наряду с гравитацией создающих великую гармонию вселенной. В нашем случае лыжник на участках 1-2 и 3-4 где разгоняющая сила увеличивается, получает ускорение и дополнительную энергию за счет гравитации, а затем на участках 2-3 и 4-5 где разгоняющая сила уменьшается, за счет полученной энергии режет снег и меняет направление двигаясь по инерции. Следует отметить, что чем больше масса лыжника, тем больше кинетической энергии в нем накапливается и ему легче преодолевать те участки где разгоняющая сила уменьшается. Поэтому легкие спортсмены стараются оторвать лыжи от снега и пролететь по воздуху участки перекантовки, чтобы, за счет уменьшения сопротивления лыж о снег, сохранить скорость. Потому, что инерция скорости не добавляет.
А на участке 3-6 разгоняющая сила вообще направлена в противоположную сторону от движения лыжника. Но упрямый лыжник наперекор этой силе все равно сумел проехать этот путь вверх по склону. За счет чего? Кто дал ему право противиться великой силе гравитации, движущей мирами?! Лыжник проехал этот участок так же за счет движения по инерции. Право противится гравитации ему дала его масса. Масса порождает и гравитацию, и инерцию, они эквивалентны между собой. Этот пример показал переход гравитационной энергии в кинетическую энергию движения лыжника и обратно и продемонстрировал единство гравитации и инерции.
Кроме этого, как было описано в статье о скатывающей силе, на горизонтальных участках трассы и финишном выкате, лыжи так же едут по инерции. Этот факт надо учитывать, когда снег глубокий и сырой. На равнинном участке лыжи вперед уже ничто не тянет, а инерция не является ускоряющей силой, поэтому, въехав на равнину в глубокий снег, приобретенная ранее скорость, может заставить лыжника не ехать, а лететь носом в снег.
Кроме того, что масса помнит полученную энергию и, благодаря ей сохраняет скорость, массу нельзя мгновенно остановить. Поэтому после финишных ворот оставляют достаточно места для торможения. Массу так же нельзя и мгновенно сдвинуть с места. Это сказывается на технике старта горнолыжника. Так как в горнолыжном спорте счет времени идет на сотые доли секунды, большую роль играет быстрый старт. Чтобы сдвинуть стоящую неподвижно массу с места, требуется много энергии. Поэтому опытные горнолыжники подпрыгивают и таким образом получают дополнительную потенциальную энергию и уже с воздуха, толкаясь палками, посылают тело вперед. Во время толчка палками, когда тело в воздухе, лыжник уже движется под действием силы тяжести, поэтому дальнейший разгон проходит легче. Кроме того, при этом способе отсутствует трение, и вся энергия толчка идет на увеличение скорости. Поэтому горнолыжник, использующий такую технику старта, получает гораздо большее ускорение, и достигнет большей скорости, чем тот, кто толкается стоя на земле.
И так мы выяснили, что гравитация и инерция в единстве друг с другом дают горнолыжнику возможность наслаждаться катанием на лыжах. Гравитация в виде скатывающей силы разгоняет лыжника, а инерция помогает поддерживать полученную скорость во время уменьшения, или отсутствия силы влекущей лыжника вперед. Гравитация наполняет лыжника энергией движения и полный энергии лыжник своей массой, помноженной на скорость, сметает бугры снега, режет дуги в соответствии с его техникой катания.
Масса, это как аккумулятор энергии. Когда на массу действует внешняя сила, в нашем случае скатывающая, масса накапливает получаемую энергию и движется быстрее. Когда сила прекращает действовать, эта энергия, полученная массой, идет на преодоление сил сопротивления. В этих случаях и говорят – тело движется по инерции. Не могу не отметить еще одно удивительное свойство взаимодействия гравитации и массы. Гравитация придает всем телам, независимо от их массы, одинаковое ускорение, а количество энергии, которое они получают различно — то тело у которого масса больше получит больше энергии, а тело с меньшей массой меньше, независимо от того, что гравитация их ускорила одинаково. Этот факт надо иметь в виду родителям, которые решили сами научить своего ребенка кататься на лыжах. Если ребенок, который еще не научился ни тормозить, ни поворачивать, но на лыжах стоит крепко, вдруг поедет вниз, вы рискуете его не догнать потому, что гравитация будет разгонять вас одинаково.
В заключение этой статьи кратко опишу участие разных сил, приводящих к повороту. Притяжение разгоняет массу лыжника, лыжник, разогнавшись, при помощи мышц своего тела, ставит лыжи под углом к направлению скатывающей силы, инерция массы, стараясь сохранить движение вниз, создает давление на снег, а возникающая в ответ сила реакции снежного покрытия, воздействует на лыжи и меняет направление их движения. Лыжи делают поворот.