Un nuovo modello matematico sviluppato dagli scienziati dell'Università dell'Alberta mostra come i pattinatori artistici si muovono sul ghiaccio e potrebbe aiutare i pattinatori professionisti ad affinare la loro tecnica o prevenire gli infortuni.

"Possiamo descrivere il movimento del pattinatore artistico, " ha detto la studentessa di dottorato Meghan Hall. "Se voglio fare questo movimento o questo schema, cosa devo fare con il mio corpo? Qual è il modo ottimale per farlo? O, se non sono sicuro di come eseguire un determinato movimento o schema, questo sistema modellerà il movimento che devo fare per produrlo."

Sala, un pattinatore artistico ricreativo per 20 anni, sta conducendo la ricerca con il collega studente laureato Vaughn Gzenda sotto la supervisione di Vakhtang Putkaradze.

Nel primo dei due studi, gli scienziati notano che la ricerca precedente ha esaminato la fisica bidimensionale del pattinaggio artistico, ma il loro nuovo modello è il primo ad utilizzare la meccanica non olonomica, o meccanica con vincoli, per mostrare come un corpo si muove sul ghiaccio in tre dimensioni.

"Si scopre che possiamo risolvere questo problema a mano, il che è incredibile perché le equazioni nella meccanica non olonomica sono molto complesse, " ha detto Putkaradze, che è attualmente il direttore senior della scienza e della tecnologia con il Transformation Team di ATCO.

Il secondo, il prossimo studio include una libreria di tutti i vari movimenti e traiettorie che un pattinatore può intraprendere.

"Il fatto che le equazioni del moto siano integrabili, o completamente risolvibile, è più sorprendente, " ha detto Gzenda. "I sistemi meccanici con vincoli non olonomi che sono anche integrabili sono estremamente rari. C'è un elenco relativamente breve di esempi noti:un esempio è una palla che rotola simmetrica. Un altro è come una slitta si muove lungo una superficie.

"Il nostro modello è per quanto ne sappiamo, il più recente in questa lista."

Applicazioni pratiche

"Il pattinaggio artistico ha ispirato questo progetto di ricerca, e ora il progetto mi ispira quando sono sul ghiaccio, " ha detto. "Ho avuto un approccio molto diverso al pattinaggio durante la mia carriera, probabilmente perché la mia testa la pensa in questo modo. Ora abbiamo costruito una simulazione e posso vedere, su carta, come spostare il mio corpo."

Oltre all'ispirazione sul ghiaccio, la ricerca ha potenziali applicazioni pratiche sia per i pattinatori che per gli allenatori, Putkaradze ha notato.

"Questo sarebbe un ottimo modo per capire come si allenano le persone e potrebbe contribuire a un migliore allenamento di pattinaggio artistico, " Egli ha detto.

Potrebbe anche aiutare i pattinatori a evitare lesioni comuni come le fratture a spirale nella parte inferiore della gamba.

"Questo potrebbe potenzialmente applicarsi al design della lama o dello stivale, o anche tecnica per evitare queste lesioni, "aggiunse Sala.

Il primo studio, "Integrabilità e caos nel pattinaggio di figura, " di Gzenda e Putkaradze, è stato pubblicato in Rivista di scienze non lineari .