För att få ett svar på frågan behöver dela upp detta i olika delar istället för att bara slavar igenom det på ett övergripande plan.
När man komprimerar en fjäder så lagrar man energi i den som man sedan återfår när fjädern återgår till sitt obelastade läge. I detta fallet är det egentligen oviktigt hur mycket energi som lagras vid varje stavtag, dvs hur mycket fjädern komprimeras. Det som är viktigt är hur mycket energi man förlorat när fjädern (staven) åter är obelastad. Som jag ser det finns det tre faktorer som påverkar energiförlusten.
- Fysikaliskt: Förluster på grund av att fjädersystemet inte är fysikaliskt perfekt utan, enligt fysikens lagar, har förluster
- Praktiskt: Hur väl Stina rent åkmässigt kan ta tillvara den energi som hon laddar staven med.
- Kvantfysiskt och relativistiskt: Kvantfysikaliska samt relativistiska effekter
Nedan följer ett resonemang för var och en av dessa
1. Fysikaliskt
Rent fysikaliskt kan man förlora energi genom förluster i själva fjädern och genom friktion mellan de olika rörliga delarna i staven.
Eftersom Staffanstaven består av två olika tjocka rör som gnids mot varandra vid varje stavtag så kommer det att bli förluster på grund av friktion. Energin som förloras på grund av friktion övergår främst i värme (som när man gnider händerna emot varandra eller mot ett klädesplagg för att värma dem). Om denna energiförlust är av betydelse så borde delen av staven kring fjädern bli märkbart varmare än den övriga delen av staven. Den noggranna fysikern medger här att värmen som alstras kan kylas bort av vinddraget kring staven vid ett snabbt lopp i kyligt väder. Emellertid så vågar jag nog trots allt hävda att om energiförlusten på grund av friktion är så stor att den gör någon som helst påverkan på den totala energiförbrukningen under ett lopp så borde man, trots denna kyleffekt, känna en skillnad i temperatur mellan Staffandelen och resten av staven. Detta eftersom hela staven kyls ner på samma sätt och värmeutvecklingen behöver vara tämligen stor för att ha någon signifikant påverkan på energiförlusten under loppet.
Själva fjädern är inte heller perfekt och orsakar förluster t.ex. genom att den permanent deformeras och alltså gradvis blir en sämre fjäder. I de flesta “normala” sammanhang och beräkningar tar man inte hänsyn till denna förlust. Mitt resonemang här är att med tanke på att Erik alltid använder Staffanstaven vid träning och att han tränar tämligen mycket så borde han märka ganska snabbt om fjädern blir sämre så fort att detta har betydelse för energiförlusten. Även här skulle också deformationen skapa en förhöjd temperatur (se resonemang ovan). Jag har dock heller aldrig hört Erik nämna att han märker en tydlig försämring av stavens förmåga att dämpa och då dristar jag mitt till att hävda att även denna effekt är försumbar, åtminstone i lopp med tävlingstid under fyra hundra timmar.
Dessa två teorier kan man ju enkelt testa genom att köra fullt fart i säg 20 minuter och sedan känna om stavens temperatur har förändrats. Vill man förstärka effekten kan man lägga en enkel isolering runt Staffandelen så att kyleffekten minimeras. Blir inte staven varm under detta test kan man nog vara ganska säker på att det inte har någon påverkan under ett lopp.
Min slutsats blir här att de fysikaliska energiförlusterna är försumbara.
2. Praktiskt
Det måste kosta Stina muskulärt lika mycket eller mindre att komprimera staven än vad hon sen får tillbaka.
I det praktiska fallet med rullskidåkning så måste man alltså lägga till en eventuell förlust som Stina får för att hon av någon anledning inte kan ta tillvara den energi som staven “lämnar tillbaka” när fjädern i den expanderar igen. Eller om det av biomotoriska anledningar kostar mer att komprimera staven än vad hon får ut när den expanderar. I loppet är det ju bidraget till farten versus den energi man lägger ner på att skapa farten som är viktig.
Eftersom jag inte är en professionell skidtränare så vill jag påpeka att mitt resonemang kring detta skulle kunna klassas som amatörmässigt men det hindrar mig inte från att dela med mig av det. Ni som kan detta kan ju fortsätta resonemanget och hylla eller dissa det.
Kompressionsfasen, när hon “laddar” staven, sker i början på varje stavtag där hon, lätt framåtlutad, lägger sin vikt på staven. Hon “laddar” väl egentligen både stav och sina egna muskler för att när vinkeln är rätt några bråkdelar av en sekund senare kunna trycka ifrån och skapa fart. Eftersom staven är nästan vinkelrät mot underlaget så skulle jag vilja hävda att hon inte förlorar så mycket fart under det att staven “laddas”. Man får anta att Stina har tillräckligt bra teknik för att hon i denna fasen har rätt vinklar på armar och stavar så att hon inte tröttar ut musklerna extra mycket på grund av stavladdningen.
När sedan stavtaget övergår till att skapa fart så är staven redan komprimerad så då är det ingen skillnad gentemot en vanlig stav.
I slutet på stavtaget så kommer “urladdningen” av staven. Då borde Stina få tillbaka stavens laddade energi och detta utan vidare större muskulär ansträngning eftersom det kommer mot slutet där trycket och alltså muskelkraften hon behöver för att hålla emot är låg. Dessutom är staven då riktad långt bakåt och alltså i ett gynnsamt läge för att skapa fart.Det kanske till och med är så att urladdningen skapar lite, lite extra fart gentemot en styv stav. Gissningsvis är detta ett fördelaktigt läge att få extra fart för sen kommer den period i stakningen då man tar fram staven igen och alltså inte skapar någon fart alls under en kort period.
Jag tror alltså att Stina inte förlorar så mycket rent praktiskt på detta eftersom jag inte tror att det kostar henne mer muskelenergi att komprimera staven än hon får tillbaka i fart när den expanderar. Hon kanske till och med vinner på det om hon får lite extra fart där i slutet på stavtaget.
Denna del av mitt resonemang är svårare att testa men ni kan säkert ha åsikter här utan att behöva bevisa något.
3. Kvantfysikaliskt och relativistiskt
För att ingen ska hävda att jag glömt dessa så tar med dem men hävdar helt enkelt att på grund av storleken på svängnignarna så är de kvantfysikalska effekterna försumbara samt att trots att Stina är snabb så håller hon sig ändå i hastigheter där vi inte behöver ta hänsyn till Einsteins relativitetsteori, varken den speciella eller allmänna.
Slutsats
Min slutsats blir alltså att Stina inte förlorar något på att köra med Staffanstaven, kanske till och med kan vinna på det med rätt “Staffanstavteknik”.
/Erik Hedén
