Onvermijdelijk hebben wij het in de serie over hardloopvermogensmeters steeds over de natuurkundige begrippen energie en vermogen. Met deze begrippen zijn hardloopprestaties heel eenduidig achteraf te verklaren en vooraf te voorspellen.
In dit artikel leggen we uit wat energie in de context van hardlopen nu eigenlijk inhoudt.
Hardlopen en energie
Hardlopen kost een bepaalde hoeveelheid energie (E). Bij een marathon is dat natuurlijk meer dan bij een 5 km. Bij het hardlopen maken we gebruik van onze spieren en ons hart-longsysteem. Dit geheel duiden we aan als onze ‘menselijke motor’. Die menselijke motor heeft een bepaalde capaciteit, die we het vermogen (P) noemen.
Toppers hebben een grotere menselijke motor met een groter vermogen dan gewone mensen en kunnen daarom sneller lopen. De basisrelatie die we daarbij veel gaan gebruiken is dat je de tijd (t) die je kunt halen op een willekeurige afstand kunt berekenen als je weet hoeveel energie (E) je verbruikt op die afstand en wat het vermogen (P) van je menselijke motor is en je geen rekening :
De kunst is natuurlijk om de getalswaarden voor E en P van je menselijke motor te weten. Daarna is het sommetje eenvoudig te maken en kun je je tijd op de marathon (of een willekeurig andere afstand) precies berekenen. In dit artikel geven we enkele voorbeelden uit de dagelijkse praktijk en laten zien hoe je met energie kunt rekenen.
Energie in ons eten
In het dagelijks leven kennen we het begrip energie onder meer uit het aantal kilocalorieën (kcal) van ons voedsel. De meeste lezers zullen wel weten dat we dagelijks grofweg zo’n 2500 kcal consumeren (hoewel een zwaargewicht als Obelix uiteraard heel wat meer eet dan de lichte Asterix…). In de natuurkunde is het gebruikelijk (en gemakkelijker) te rekenen met Joules in plaats van calorieën. Net zo goed als voor vermogen met watts wordt gerekend en niet meer met pk’s. Nu is 1 kilocalorie gelijk aan 4,184 kilojoule (kJ), dus 2.500 kcal komt overeen met 10.460 kJ.
Afvallen door de marathon
Als we die 10.460 kJ even vergelijken met het voorbeeld van de uit onze artikelen bekende Marathon Man (die 70 kg weegt en de marathon in 3:30 loopt), dan zien we dat hij tijdens zijn marathon aanzienlijk minder energie verbruikt dan hij in 1 dag op eet (om precies te zijn kost zijn marathon 2.961/10.460 = 28% van zijn dagelijkse energie inname). Je kunt je dus wel voorstellen dat het lopen van een marathon niet direct tot veel gewichtsverlies leidt door de hoeveelheid glycogeen en vet die je tijdens het lopen verbrand voor de energievoorziening van je menselijke motor. Wel raak je tijdelijk gewicht kwijt in de marathon door waterverlies via het zweten, dat wel enkele kilo’s kan bedragen, maar weer snel aangevuld wordt door te drinken.
Hoeveel val je dan wel af door de marathon? Dat kun je berekenen als je weet dat ons lichaamsvet een energiewaarde heeft van 9 kcal per gram ofwel 37,6 kJ/g. De Marathon Man zal dus door een marathon in totaal 2.961/37,6 = 79 gram vet verliezen. Niet echt een getal dat zwaargewichten zal inspireren om af te gaan vallen door middel van het lopen van een marathon! Uiteraard leidt dagelijkse training op de lange termijn wel degelijk tot een flink en stabiel gewichtsverlies. Overigens gaat afvallen door minder te eten ook niet zo snel, want als je 1 dag helemaal niets zou eten verlies je maar 10.460/37,6 = 278 gram vet! Verhalen over snel kilo’s kwijt raken door een dieet, zijn dus een fabeltje. Zowel met hardlopen als met een dieet moet je het langere tijd volhouden om echt flink af te vallen.
Energie in ons dagelijks leven
In huis kennen we het energieverbruik vooral als het aantal kilowattuur (kWh) dat we aan elektriciteit gebruiken voor verlichting en huishoudelijke apparaten. Nu is 1 kWh gelijk aan 3600 kJ, dus kunnen we stellen dat de energiewaarde van ons dagelijkse eten overeenkomt met 10.460/3600 = 2,9 kWh. Dat is natuurlijk maar weinig, vooral als we bedenken dat 1 kWh circa € 0,25 kost. Voor 2,9*0,25 = € 0,72 per dag zouden we dus kunnen voorzien in onze dagelijkse energiebehoefte. Heel wat goedkoper dan onze dagelijkse boodschappen.
Een ander voorbeeld is het benzineverbruik van onze auto. De energiewaarde van benzine is 28.800 kJ/l. Als we benzine zouden kunnen eten zouden we dus maar 10.460/28.800 = 0,4 liter per dag nodig hebben! Met een benzineprijs van € 1,50/liter, zouden we dus met € 0,60 per dag nog goedkoper uit zijn dan met elektriciteit. Dat benzine heel veel energie in zich bergt, kunnen we ook begrijpen als we bedenken dat een tank van 40 liter overeenkomt met 40*28.800 = 1.152.000 kJ. Dit is evenveel energie als we via ons voedsel binnen krijgen in 1.152.000/10.460 = 110 dagen. Zo bezien is het menselijk lichaam heel wat zuiniger dan de auto!
Hoeveel energie kost hardlopen?
Het energieverbruik van hardlopen op een vlak parcours en zonder rekening te houden met de luchtweerstand kunnen we benaderen met de formule:
E = cmd
De regelmatige lezers van onze artikelen op ProRun weten dat c bij benadering gelijk gesteld kan worden aan 0,981 kJ/kg/km en ook wel ECOR genoemd wordt (de Energy Cost of Running). Het energieverbruik van onze Marathon Man (m = 70 kg) op de marathon (d = 42,195 km) bedraagt dus volgens deze formule 0,981*70*42,195 = 2.898 kJ.
Hoe ver moet je nu lopen om 1 kilo af te vallen? Dat kunnen we eenvoudig berekenen. 1 kg lichaamsvet komt immers overeen met 37.600 kJ. Om dat te verbranden bij het hardlopen moet onze Marathon Man dus d = E/cm = 37600/(0,981*70) = 548 km hardlopen! Dat lijkt heel wat, maar met regelmatige training bereik je dat natuurlijk wel en zul je dus inderdaad afvallen (als je tenminste niet tegelijkertijd meer gaat eten).
Op ons YouTube kanaal The Secret of Running kun je veel bekijken
Je kunt het effect van alle factoren op je prestaties nalezen in ons boek
Hardlopen met Power!
Het boek luidt een revolutie in op hardloopgebied. Het boek legt de achtergronden en voordelen uit van hardloopvermogensmeters, die momenteel op de markt verschijnen. Net als wielrenners, kunnen hardlopers nu ook hun prestaties in de training en in de wedstrijd optimaliseren met de extra informatie van hun wattage! Van de schrijvers van Het Geheim van Hardlopen.
De ISBN nummers zijn:
paperback 978-90-821069-7-8
e-book (ePub3) 978-90-821069-8-5
e-book (Adobe DRM pdf) 978-90-821069-9-2
Hans van Dijk en Ron van Megen
www.hardlopenmetpower.nl
