Geradeausfahrt

• Die gesamte beschleunigende Kraft ergibt sich demnach aus der Hangabtriebskraft minus der Reibungskraft und der Luftwiderstandskraft
• Die Hangabtriebskraft errechnet sich aus dem Produkt der Gewichtskraft m*g und dem Sinus Hangneigung
• Die Reibungskraft ergibt sich aus dem Produkt der Gewichtskraft, dem Gleitreibungskoeffizienten und dem Cosinus der Hangneigung
• Der Luftwiderstand errechnet sich aus dem Produkt des Luftwiderstandbeiwerts, der im Wind stehenden Körperoberfläche, der Luftdichte und der Geschwindigkeit im Quadrat

Betrachtet man die Einflussgrößen der verschiedenen beschleunigenden oder bremsenden Kräfte wird klar, wo durch skitechnische Fähigkeiten optimierend eingegriffen werden muss, um schnell zu sein.
 

Hangabtriebskraft

Hier gilt:

• Je steiler das Gelände (Neigungswinkel), desto höher die Hangabtriebskraft
• Eine größere Masse des Systems Ski und Skirennläufer wirkt sich positiv auf die Hangabtriebskraft aus

Geradeausfahrt auf der schiefen Ebene, Schrägfahrt

Hier wird die Hangabtriebskraft in die zwei Komponenten Vortriebskraft und Querkraft senkrecht zur Fahrlinie aufgeteilt.

• Vortriebskraft als beschleunigender Anteil der Hangabtriebskraft:  F_V = m * g * sin a * cos b
• Querkraft: F_Q = m * g * sin a  * cos b

(a = Hangneigung; b = Schrägfahrwinkel)

Einflussgröße Schrägfahrwinkel:

• Die Querkraft verschwindet, wenn in der Falllinie gefahren wird (b)
• Sie wird umso größer, je schräger zum Hang gefahren wird
• Analog dazu ergibt sich für die Vortriebskraft eine Vergrößerung, je näher an der Falllinie gefahren wird
   

Reibungskraft

F_R = m * g * u * cos a

Einflussgrößen:

• Die Gleitreibungszahl muss minimiert werden! Eine höhere Masse erhöht zwar die Reibungskraft. Die für den Vortrieb relevante Differenz wird aber mit größerer Masse auch größer. Versuche haben ferner gezeigt, dass die Gleitreibungszahl bei größerer Masse nicht unbedingt erhöht wird – vermutlich durch die beschleunigte Bildung des Wasserfilms. Eine Verringerung der Reibung geschieht also am effektivsten über eine Minimierung der Gleitreibungszahl.
• Die Verringerung der Reibung geschieht durch eine optimale Skipräparation.
• Verringerung der Reibung durch skispezifische Handlungsweisen (vgl. Techniktraining - Reibung minimieren).

Eine Mindestneigung ist nötig, damit die Hangabtriebskraft die Reibungskraft übertrifft und den Skirennsportler in die Bewegung bringt. Diese hängt von der Gleitreibungszahl ab und liegt bei mindestens 2% Hangneigung.
 

Luftwiderstandskraft

F_L = C_W * A * p/2 * v²  

Einflussgrößen:

• Die im Wind stehende Körperoberfläche muss verkleinert werden
• Minimierung des Widerstandsbeiwertes durch Optimierung der Ausrüstung (Anzug, Helm, Schuhe, Ski, etc.)
• Minimierung des Widerstandsbeiwertes durch Optimierung der Körperhaltung

Geradeausfahrt in der Wellenbahn

Eine Besonderheit der Schussfahrt ist die Wellenfahrt. Hier wird die Hangneigung abwechselnd größer und kleiner. Im Gegensatz zu einem Körper im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Translation wirken in der Wellenbahn Trägheitskräfte, die den Skifahrer in der Senke zusammendrücken bzw. auf der Kuppe zu einer Entlastung führen. Der Belastung in der Senke muss der Skifahrer muskulär entgegenwirken, die Entlastung auf der Kuppe kann im Extremfall zum Abheben/Fliegen führen.

Einflussgrößen:

• Beugen/Strecken
  Um die Trägheitskräfte zu minimieren kann der Skifahrer versuchen, die Auslenkung des Körperschwerpunkts möglichst gering zu halten, indem er sich in die Senke streckt und über die Kuppe beugt (schluckt). Die Streckung geht jedoch unter Umständen auf Kosten der Aerodynamik. Es muss also situativ entschieden werden, ob die aerodynamisch günstigere Position beibehalten wird und ggf. ein Abheben auf der Kuppe erfolgt oder auf Kosten der Aerodynamik das Abheben vermieden wird.
• Pushen
  Der Skirennfahrer muss durch Verlagerung des Körperschwerpunktes zum Kurvenmittelpunkt hin den Radius verringern. Aufgrund der Drehimpulserhaltung erhöht sich dadurch die Geschwindigkeit (vgl. Abb. 6 BM). Dies benötigt allerdings ein aktives angepasstes Strecken der Beine, das durch muskuläre Kräfte erzeugt werden muss.

Drehimpulserhaltungssatz:

L = I * w = const.

I = m * r²   : Massenträgheitsmoment (eines Massenpunktes)

w = v/r : Winkelgeschwindigkeit

m: Masse

r:  momentaner Radius

v: momentane Geschwindigkeit

Damit ergibt sich mit L₂ = L₁ für die Geschwindikeit v^₂ = r₁/r₂ * v₁

Und damit v₂; v₁ falls r₁; r₂