Miniatuur Load Cell voor het meten van slipstream bij schaatsen

In snelle duursporten zoals wegwielrennen, handwielrennen en schaatsen rijden renners meestal in groepen. In dit geval kunnen de renners achter de koploper profiteren van de slipstream en zo kracht besparen. Een student aan het Maximilian-von-Montgelas-Gymnasium in Vilsbiburg heeft dit effect nader bestudeerd.

Eerst werd de hartslag van de renners op verschillende posities onderzocht om te kunnen concluderen dat ze een lagere belasting en dus een lagere inspanning hebben. Deze manier om de energiebesparing te bepalen bleek echter moeilijk omdat herstelfasen en individuele capaciteiten een grote rol spelen, een mens functioneert namelijk niet als een machine.

Om het fenomeen ook vanuit een natuurkundig oogpunt te bekijken en verschillen ook kwantitatief te kunnen bepalen, werd het krachteffect op een model bestaande uit twee cilinders die zich in verschillende posities ten opzichte van elkaar op een plaat bevonden, getest in de windtunnel. Het was heel duidelijk te zien hoe de totale kracht toeneemt met toenemende afstand tussen de cilinders. Daarnaast was te zien dat de eerste rijder ook een iets lagere kracht moet uitoefenen als er een andere rijder direct achter hem zit.

Deze resultaten kunnen worden verklaard door het zog, de turbulentie achter het stromende lichaam. Wanneer de cilinder onder een kleine hoek wordt geplaatst, neemt de kracht bovendien sneller toe bij een kleine verticale afstand dan bij een grotere afstand. Bovendien werd vastgesteld dat de cW-waarde van de gebruikte cilinder ongeveer vier keer zo groot is als die van een kleine auto.