Плотность тел
Скорость определяется временем контакта неровности одной поверхности с неровностью другой. Например, если предположить, что кристалл льда сохраняет контакт в пределах всей длины лыжи, то, когда скорость скольжения равна 1 мсек, время контакта приблизительно равно 2 сек. Так как точки контакта непрерывно сменяются во времени, то время контакта будет короче.
Для изучения механических свойств лыжи и льда были проведены измерения твердости на внедрение при различном времени нагружения (Кинг, 1952 г.). У поверхностей льда твердость значительно изменяется временем нагружения. Например, при времени нагружения 2 сек твердость приблизительно была в 2 раза выше, чем для времени нагружения 40 сек. С другой стороны, для поверхности лыжи зависимость твердости от времени при таких же условиях была незначительна.
Поэтому по мере увеличения скорости можно ожидать, что лед становится значительно тверже поверхности лыжи. Даже, когда происходит плавление поверхности неровности, слои, расположенные немного ниже пленки воды, показывают относительное увеличение твердости.
Вторая переменная — температура изучалась с помощью измерения твердости на внедрение при различных температурах при постоянном времени нагружения 2 сек. Результаты измерения.
Видно, что около 0° С твердость льда сравнима с твердостью лыжного парафина или воска.
Однако при более низких температурах лед намного тверже и можно ожидать, что на этой стадии он будет внедряться в мазь и пропахивать ее. Наоборот, ПТФЭ достаточно тверд в пределах всего ряда температур, сопротивляется проникновению кристаллов льда.
Из этих наблюдений можно сделать приблизительную оценку площади контакта между льдом и лыжей, несущей вес, скажем, 30 кг в течение времени нагружения приблизительно 2 сек. При температуре несколько ниже 0° С твердость, или локальное давление текучести льда, равна приблизительно 2 кгс! мм2. При этих условиях площадь реального контакта приблизительно равна 16 мм2. При температуре -20° С, если лед мягче, чем поверхность «лыжи, площадь контакта должнабыть снижена приблизительно до 0,05 см2.
