Wetenschappers hebben een apparaatje ontwikkeld dat meet hoeveel kracht kunstschaatsers op hun gewrichten uitoefenen tijdens hun sprongen en draaien.

Professionele kunstschaatsers zetten hun lichaam voortdurend onder druk door het hele jaar door tot vijf dagen per week te trainen. In iedere training maken ze zo’n 50 tot 100 sprongen. Hun gewrichten krijgen daarbij behoorlijk wat te verduren. Wetenschappers hebben nu een klein, licht apparaatje ontwikkeld dat kan meten hoeveel kracht de sporter op zijn gewrichten uitoefent terwijl hij springt en draait. Dat kan worden gebruikt door schaatsers en hun trainers om blessures te voorkomen, maar ook door de ontwerpers van nieuwe schaatsen.

Simulaties buiten de ijsbaan laten zien dat de sporters een kracht van soms wel zes keer hun lichaamsgewicht uitoefenen als ze afzetten of landen. Tot nu toe is dit echter nog niet op het ijs gemeten, omdat het lastig is om dit te bepalen zonder dat de schaatser er last van heeft. Daarom hebben wetenschappers een methode ontwikkeld die de kracht direct van de ijzers meet.

Rekstrookjes

Het apparaatje is uitgerust met rekstrookjes, die de rek van een voorwerp kunnen meten. De strookjes zitten vast aan de stangen waarmee het ijzer aan de schoen is verbonden. Wanneer die stangen vervormen door de kracht van (bijvoorbeeld) een sprong vervormt het rekstrookje ook. Over het strookje loopt een elektrische geleider. Als die wordt uitgerekt wordt hij langer en smaller waardoor de elektrische weerstand stijgt. Die verandering – en hiermee de kracht die op de schaats wordt uitgeoefend – kan worden gemeten.

Het hele meetapparaatje weegt slechts 142 gram en past tussen de schaats en het ijs, waardoor de schaatser er geen last van heeft.

Vergelijkbare uitkomsten

Om het apparaat te testen bevestigden de wetenschappers het aan een kunstbeen, waarop ze gewichten van 0 tot 236 kilo aanbrachten. Ook lieten ze een ervaren schaatser met de slimme schaatsen aan van 20 centimeter hoogte springen. Ze maten bij beide experimenten hoeveel kracht er op de schaats werd uitgeoefend.

Tenslotte lieten ze een schaatser met normale schaatsen van dezelfde verhoging af op een krachtplaat springen om op die manier de uitgeoefende kracht te meten. Ze vergeleken de resultaten van beide experimenten. De uitkomsten bleken vergelijkbaar, wat volgens de wetenschappers demonstreert dat de slimme schaats goed werkt.

Bronnen: Measurement Science and Technolog, Institute of Physics via EurekAlert!

Beeld: Rich Moffitt from Boston