Effekt(ivt) och (opt)imalt blir Effektimalt. Som matematik- och fysiklärare med 90 hp i matematik och 90 hp i fysik, är det möjligt att nyttja fysikaliska principer och matematiska beräkningar för att effektivisera och optimera mycket i vardagen. Idrott och träning är två områden där matematik och fysik är användbart i allmänhet, och vid gymträning är nyttan av ämnena stor i synnerhet.
Ett exempel är övningen stående bicepscurl, som ses ovan, en övning som är möjlig att utföra felaktigt på många olika sätt men som även är lätt att optimera med små justeringar. Genom att variera vinklar på över- och underarmarna under övningsutförandet, erhålls skillnader i övningens effektivitet och belastningen på bicepsmuskulaturen.
I laboratorium eller med laborationsutrustning mäts olika övningars effektivitet upp och övningarna kan optimeras utifrån testresultat, men i stort sätt samma resultat går att räkna fram med Newtons lagar och differentialekvationer. Nedan visas beräkningar av hur mycket bicepsmuskulaturen belastas i Newton (100 N ≈ 10 kg), under två olika övningsutförande av stående bicepscurl med stång. Beräkingarna baseras på en skivstång med massan 20 kg.
Ett vanligt utförande av stående bicepscurl med stång
Det första utförandet är som är vanligt på gymmet och som jag även använde mig av under mina första träningsår, är där stången hänger rakt ner vid startläget för att sedan lyftas upp med armbågarna fixerade till kroppen. Detta innebär att underarmen roterar ungefär 160° under övningsutförandet.
En effektivare variant av stående bicepscurl med stång
I det alternativa övningsutförandet skjuts överarmen fram under rörelsen till en vinkel på ungefär 40°, vilken innebär att underarmen roterat ungefär 180° under rörelsen.
Resultatet av beräkningarna
Vid ett strikt övningsutförande blir belastningen på bicepsmuskulaturen i stort sett den samma i övningens positiva fas (när stången lyfts upp) som i den negativa (när stången lyfts ner) och här granskas den negativa fasen.
Med fixerade armbågar är belastningen på biceps större i ”startläget” innan stången sänks och rörelsen blir något kortare, vilket innebär att den tar något mindre tid att utföra. När armbågarna är framskjutna är belastningen på biceps nästan noll i ”startläget” men den maximala belastningen på biceps är något högre vid detta övningsutförande. Den totala belastningen på biceps utgörs av arean under grafen, vilken är i stort sett samma vid båda utförandena. Detta innebär att övningsutförandet med framskjutna armbågar är effektivare eftersom maximal belastning på biceps blir högre.
Diffenrentialekvationerna som är beräknade är riktigt avancerade, men hur de genomförs redovisas här: Fysiken bakom stående bicepscurl