Ves čas ste smučali na vodi

Priprava smuči, posebno pri smuku, je eden najpomembnejših dejavnikov za uspeh v vrhunskem smučanju. Če bi lahko zanemarili trenje in se z vrha Pohorja spustili v dolino (725 metrov višinske razlike), bi na koncu drveli s 400 kilometri na uro. Takšne hitrosti seveda ne doseže niti naša najboljša smukačica Ilka Štuhec. Vzrok je seveda prav trenje; stvar je celo tako nerodna, da smučka na snegu v resnici sploh ne drsi. Trenje med snegom in smučko je namreč tako veliko, da se po snegu sploh ne moremo smučati.



Čakajte, kako? Res je, tudi led sam po sebi ni gladek. Če vam to povem, ko boste ravno štrbunknili na neočiščenem pločniku, bom verjetno deležna kar nekaj grdih besed. Pri nizkih temperaturah je drsljivost ledu enaka kot, na primer, pri aluminiju, a led drsi, aluminij pa ne. Izkaže se, da nam v bistvu ne spodrsne na ledu, ampak na plasti vode, ki nastane nad ledom. V številnih učbenikih je napačen podatek, da plast vode nastane, ker se pod tlakom zniža temperatura, pri kateri se led tali, a se to v resnici izkaže za zanemarljivo pomoč.

Pod drsalkami, kjer je tlak največji in znaša približno 15 atmosfer, se ledišče vode zniža le za eno stopinjo Celzija. Poleg tega imajo drsalci raje nižje temperature: umetnostni drsalci –6 stopinj Celzija, saj imajo raje »mehkejši« led za lažje pristanke, hokejistom pa je bolj všeč trd in hiter led pri –9 stopinjah Celzija. Pri takšnih temperaturah (ledišče pod drsalko je –1 stopinja Celzija) drsalke ne bi ustvarjale plasti vode in tudi hokejski plošček, pod katerim je tlak precej manjši kot pod drsalkami, ne bi drsel po ledu. Očitno je nekaj drugega, kar ustvari plast vode pod drsalkami, ploščkom, čevlji in smučmi.
 

Tudi na površini izjemno hladnega ledu je tanek sloj vode, ki poskrbi za veliko drsnost. Foto Shutterstock

Smučanje na vodi

Če podrgnete roki drugo ob drugi, boste začutili toploto. Prav ta toplota nam delno omogoča, da lahko smučamo. Ko podrsamo smučko po podlagi, toplota stali majhno količino snega in ta vodni sloj povzroči, da smučka drsi. Tudi pri drsalki in ledu je podobno. A to ne razloži našega padca na ledu, ki se lahko zgodi, tudi ko se ne premikamo. Že Michael Faraday je v 19. stoletju predpostavljal, da je na površini ledu tanek sloj vode tudi pri temperaturah pod lediščem. In prav ta voda je vzrok, da nam čevelj zdrsne. Takšen sloj vode se ustvari tudi nad snegom in v kombinaciji s toploto zaradi trenja omogoči smučanje.
V zelo hladnih in suhih razmerah se sneg zdi bolj lepljiv in nekateri polarni raziskovalci so se pritoževali, da imajo občutek, kot da smučajo po pesku. Pri tem gre za kombinacijo pojavov: sneg ima pri zelo nizkih temperaturah obliko peščenih zrn, sloj vode na takšnem snegu je tanjši, porabimo pa tudi več energije, da stalimo sneg s trenjem.

Tako v bistvu ne smučamo po snegu in drsamo po ledu, ampak po vodi. Smuči so zato namazane z voskom, ki prepreči vdor vode v maso in naredi podlago gladko, kar povzroči lažje drsenje, ker se voda enakomerno porazdeli. Različne trdote voskov in struktura v smučki (zaporedje kanalov v masi) pomagajo pri različnih temperaturah snega in vlažnosti. A kdor bo pomislil, da je vse, kar vrhunski smučar ali serviser naredi za smučko, to, da jo dobro namaže in nabrusi robnike, se bo motil.
 

Smučarski serviser mora odlično poznati fizikalne zakone. Foto Reuters

Serviser kot znanstvenik

Aleš Sopotnik, serviser Ilke Štuhec, pove, da je priprava tekmovalne smuči zelo dolg proces. Začne se že v tovarni, kjer za tekmovalca, kot je Ilka, izdelajo več kot 20 smučk za smuk in jih združijo po parih, tako da se smučki v paru kolikor je le mogoče enako odzivata. Serviser potem dodela stranice, jih strojno obdela in nanese različne strukture mase. Za agresiven in mrzel sneg je primerna fina struktura, ki poskrbi za čim manj trenja med snežnimi kristali in smučmi, za toplejši sneg ali hitrejšo konfiguracijo proge pa je primerna grobejša struktura, ki učinkovito odvaja odvečno vodo. Preden gredo smuči prvič na sneg, jih serviser še večkrat premaže z mehko mažo.

​Nato so na vrsti testiranja, ko serviser skoraj vedno še enkrat naredi strukturo, jih brusi, maže, krtači ter preverja njihovo hitrost in občutke tekmovalke. Smučka je lahko hitra, a če tekmovalka na njej nima dobrega občutka, z njo ne bo tekmovala. Za vsak trening in seveda tudi dan pred tekmo serviser smučke še enkrat namaže in nabrusi. Trdota voska, ki ga uporabi, je odvisna od temperature snega, njegove vlažnosti in zraka na tekmi. To je pa težko natančno napovedati za dan vnaprej in serviserji pripravljajo smuči dolgo v noč. S tem naredijo vse, da čim bolj ugodijo zakonom fizike in naredijo smuči, ki so kar se da hitre. Ilka potem »samo« še izračuna najboljšo linijo.
–––––
Dr. Maruša Bradač je raziskovalka in profesorica fizike na kalifornijski univerzi v Davisu.