Een wiskundig model laat zien dat hoelahoepen makkelijker gaat als je wat heup hebt. Maar hoe werkt dat precies?
Veel kinderen kunnen na wat oefenen probleemloos hoepelen. Toch is de beweging natuurkundig gezien behoorlijk ingewikkeld. Het roept vragen op: hoe blijft de hoepel draaien zonder te vallen? Drie onderzoekers van het laboratorium voor toegepaste wiskunde van New York University besloten dit fenomeen te onderzoeken. Zij wilden begrijpen wat er fysiek gebeurt tijdens het hoepelen en gebruikten hiervoor wiskundige modellen en computersimulaties.
Hoe blijft de hoepel draaien?
De onderzoekers begonnen met het analyseren van de draaiende beweging van de hoepel om het lichaam. Dit beschouwden ze als een horizontale beweging, wat relatief simpel in een tweedimensionaal model te vatten is.
Volgens het model wordt de hoepel eerst met de hand gelanceerd in dezelfde richting als de heupbeweging. Vanaf dat moment zorgen twee krachten ervoor dat de hoepel blijft draaien: de draaiende beweging van de heupen en de rolweerstand van de hoepel tegen het lichaam. Deze krachten werken samen om de beweging stabiel te houden.
Maar daarmee is nog niet verklaard waarom de hoepel niet naar de grond valt. Om dit te begrijpen, maakten de onderzoekers een tweede model waarin ze de verticale beweging onderzochten.
Het belang van een stabiele vorm
Uit de simulaties bleek dat de vorm van het lichaam een grote rol speelt bij succesvol hoelahoepen. Een recht lichaam, zoals een cilinder, kan de hoepel niet goed in de lucht houden. Een kegelvorm zorgde ervoor dat de hoepel óf omhoog ging, óf direct naar beneden viel, afhankelijk van waar de hoepel werd losgelaten.
De meest stabiele beweging werd gevonden bij een hyperboloïde vorm, vergelijkbaar met een zandloper. Hier houden opwaartse en neerwaartse krachten elkaar in evenwicht ter hoogte van de ‘heup’ van de geometrische vorm. Hoewel een menselijk lichaam niet perfect op een zandloper lijkt, geven de simulaties aan waarom een beetje heup helpt om de hoepel stabiel te houden.
Mensen zijn geen modellen
In de praktijk is het lichaam van een mens veel complexer dan de vormen in het wiskundige model. Mensen hebben geen perfecte cirkels of symmetrische vormen, en onze heupbewegingen zijn niet helemaal gelijkmatig. Wat mensen wel kunnen, is corrigeren. Als de hoepel dreigt te vallen, kunnen we onze beweging aanpassen en de balans herstellen.
Dus, ook al helpt het om wat heup te hebben, iedereen kan in theorie leren hoelahoepen. Het vraagt alleen wat oefening en misschien een beetje meer moeite als je een rechter lichaam hebt. Maar onmogelijk is het zeker niet!
