Wie funktioniert schlittschuhfahren physik frage

Wie funktioniert Schlittschuhfahren? Physik-Frage

Durch den hohen Druck der geschliffenen Kufen entsteht einerseits ein Wasserfilm, der als Gleitmittel wirkt und durch den Schliff eine präzise Führung.

Zur Erklärung, wenn du einen Eisblock nimmst und an einem darüberliegendem Draht zwei Gewichte befestigst, dann wird durch den Druck das Eis unter dem Draht schmelzen und über dem Draht wieder gefrieren bis die Gewichte am Ende auf den Boden fallen, weil der Draht komplett durch den Eisblock gewandert ist.

Wenn die Schlittschuhe schräg aufgesetzt werden, erzeugen sie eine kleine Kante im Eis, an der du dich abstoßen kannst und woraus du den Vortrieb für den anderen Schlittschuh erhältst, der wie auf einem Wasserfilm mit sehr wenig Reibung voran gleitet.

also:
Durch den druck, dem dünnem Wasserfilm, und der schärfe der kufen, rutscht du gaaanz schnell übers wasser.

Dass lange, glatte und harte Kufen auf Eis leicht gleiten, ist eine unbestreitbare praktische Erfahrung. Dass Ski auf Schnee gleiten und dass man mit Strassenschuhen auf Eis ausrutscht ist auch bekannt. Schlittschuhlauf funktioniert zwischen –30 °C und 0 °C und bei -7 °C besonders gut. Eis besitzt bei 0°C eine 70 nm dicke Flüssigkeitsschicht an der Oberfläche, die zu tieferen Temperaturen hin dünner wird. Durch den Druck des Schlittschuhs, durch die Reibungswärme und durch die Wärme der adiabatischen Kompression wird diese Schicht dicker. Da die Wasserschicht so dünn ist, wird sie von jeder 70 nm Erhebung der Kufe durchbrochen. 70 nm sind sechs mal kleiner als die Wellenlänge sichtbaren Lichts, das heißt für das nackte Auge muss die Fläche aussehen wie ein krummer Spiegel, also auf keinen Fall rau.
Wenn der Druck alleine der Grund wäre, müsste ein Schlittschuhläufer etwa sieben Tonnen wiegen, um das Eis bei minus fünf Grad unter seinen Kufen zum Schmelzen zu bringen. Grob bringt ein Mensch 1 kN auf die Kufe. Laut dem Phasendiagramm beträgt der höchste sinnvolle Druck etwa 0,2 GPa, d.h. eine gekrümmte Kufe berührt das Eis auf einer Fläche von mehr als 5 mm².
Der wahre Grund ist dagegen eher, dass Eis auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt noch eine dünne Oberfläche aus flüssigem Wasser besitzt. Diese Vermutung wurde erstmals von Faraday geäußert, um das Aneinanderfrieren von zwei Eiswürfeln zu erklären. Im Hamburger Synchrotonstrahlungslabor HASYLAB gelang der experimentelle Nachweis dieser Flüssigkeitsschicht.
Die ständige Fortbewegung wird erreicht durch abwechselndes Abstoßen mit dem Schlittschuh an einem Bein und Gleiten auf dem jeweils anderen Fuß. Anfänger nutzen lange Gleitphasen zwischen dem Abstoßen, um mit beiden Füßen stehen zu können, da das Stehen auf Schlittschuhen ähnlich einfach ist wie auf dem Land zu stehen. Da sich die Schlittschuhe in das Eis schneiden, ermöglichen sie über 45° Schräglage in Kurven und eine Verzögerung beim Bremsen, die nur durch die Standhaftigkeit des Fahrers begrenzt ist.
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