Smarter Schlittschuh misst die Belastungen des Eiskunstlaufens

Dass beim Eiskunstlaufen gewaltige Kräfte auf die Füße der Sportler einwirken, dürfte für jeden offensichtlich sein. Bisher gestaltete sich die Messung dieser Belastungen allerdings relativ schwierig, weil viele Bewegungen nur auf dem Eis möglich sind. Die üblichen Messmethoden – etwa der Sprung auf eine Messplatte – können daher nur bedingt helfen. Näherungsweise wird aber davon ausgegangen, dass beim Sprung Kräfte von bis zu dem sechsfachen des Körpergewichts wirken. Forscher der „Brigham Young University“ und des„Ithaca College“ haben nun einen Dehnungsmesser entwickelt, der am Schlittschuh angebracht werden kann und genaue Daten über die Belastungen der Sportler liefern soll.

Kräfte werden zwischen Kufe und Schuh gemessen

Auf Dauer könnten diese Ergebnisse den Trainern der Athleten bei der Belastungssteuerung helfen, beziehungsweise bei der Planung und Entwicklung neuer Übungen zum Einsatz kommen. Auch die Hersteller der Schlittschuhe dürften großes Interesse an exakten Daten haben, um die Schuhe der Sportler den tatsächlichen Belastungen anzupassen. Wie aber genau funktioniert die Messung auf dem Eis? Die Forscher konzentrieren sich dabei auf den Übergang von der Kufe auf den eigentlichen Schuh. Dort werden kleine Dehnungsmesser installiert. Dies kann bei jedem Schlittschuh gemacht werden, die Sportler können also ihre eingelaufenen Schuhe für die Tests nutzen.

Bei Absprung und Landung wirken dann logischerweise Kräfte auf die Schnittstelle zwischen Kufe und Schuh ein. Es kommt zu leichten Stauchungen des Materials, welche mit Hilfe der Dehnungsmesser aufgezeichnet werden. Ein zentrales Kontrollelement ist dann in der Lage aus diesen Daten, die konkreten Belastungswerte zu berechnen. Alles in allem wiegt die Messkonstruktion lediglich 142 Gramm und kann komplett zwischen Schuh und Kufe untergebracht werden. Kontakt mit dem Eis ist nicht notwendig, die Sportler bleiben also bei der Ausführung ihrer Übungen vollkommen ungestört.

Messung der Fliehkräfte ist der nächste Schritt

Auf dem Trockenen hat sich die neue Messmethode bereits als wirksam erwiesen. Um dies zu testen sprang ein Eisläufer mit einer solchen Messeinrichtung am Schuh, von einer 20 Zentimeter hohen Box. Die dabei gemessenen Werte entsprachen exakt denen, die auch mit herkömmlichen Messmethoden ermittelt wurden. In erster Linie wurde der Kräftemesser auch genau für solche direkten vertikalen Belastungen entwickelt. Bei Sprüngen während des Eiskunstlaufens wirken aber natürlich, gerade bei der Landung, auch enorme Fliehkräfte auf den Fuß. Diese ebenfalls messen zu können und damit noch exaktere Daten zu bekommen, ist das nächste Ziel der Forscher.

Anschließend sollen dann Testreihen mit Eiskunstläufern durchgeführt werden, um verwertbare Ergebnisse zu gewinnen. Abgesehen vom Profisport kann ein genaueres Verständnis von den beim Eislaufen wirkenden Kräften auch an anderer Stelle von Nutzen sein. Beispielsweise könnten Berechnungen über die Tragfähigkeit von Eisflächen mit Hilfe solcher Daten künftig akkurater ausfallen.

Quellen: Phys.org; Institute of Physics (IOP)

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