De handbike
Bij presentaties over het ontwerpen van een handbike heb ik studenten vaak horen beweren dat door het inzetten van de romp veel hogere krachten op de crank konden worden bereikt dan bij het uitsluitend gebruik maken van de armen. Dit is echter een misverstand. Het inzetten van de flexoren van de heup (m. iliopsoas) en romp (buikspieren) is slechts mogelijk voor zover de maximale spierkracht rond schouder en elleboog dit toelaten. Er is immers sprake van een serieschakeling van krachten (figuur 1a). Als de krachten rond heup en wervelkolom groter worden dan de schouder en elleboogspieren aankunnen, duwt iemand met zijn romp zijn armen “krom” (figuur 1b). Hierbij geldt dat de ketting zo sterk is als haar zwakste schakel.
Figuur 1 .
a. Fd = reactiekracht van de crank op de fietser (deze duwt tegen de crank naar links met de spieren rond schouder en elleboog). Fhb = de spierkracht van de heup- en rompflexoren. Fd en Fhb staan in serie.
b. Indien de fietser heup en romp buigt met een Fhb welke groter is dan de spieren rond schouder en elleboog (Fd) aankunnen, duwt hij met zijn romp de armen ‘krom”.
c. startpositie van de duwfase tegen de crank.
d. Voorbeeld van het afgelegde traject (S) indien alleen de armen worden gebruikt. De verrichte arbeid door de armspieren (W) is gelijk aan Fc . S
e. R = het deel van het traject S dat verzorgd wordt door de romp. A = het deel van het traject verzorgd door de armen. In dit voorbeeld zijn A en R gelijk waardoor romp en armen ieder slechts de helft van de totale arbeid hoeven te leveren.
Wat wel van voordeel is bij het inzetten van de romp is het verdelen van de arbeid over meerdere en grotere spiergroepen. Arbeid (W) is het product van de kracht met de afgelegde weg (in de richting van de kracht). Zonder inzet van de romp moeten alleen de spieren rond schouder en elleboog zorgen voor de arbeid over (bijvoorbeeld) het traject S: Door het inzetten van de rompspieren (figuur 1e) wordt deze arbeid verdeeld over R (traject verzorgd door de rompspieren) en A (traject verzorgd door de armspieren). In dit voorbeeld zijn de trajecten A en R ongeveer even groot en dus leveren arm- en rompspieren ieder slechts de helft van de totale arbeid. Door deze arbeidsdeling treedt lokale vermoeidheid in de betrokken spieren pas later op en kan het rijden op de handbike dus langer worden volgehouden.