X
MIIEGO®WINACTIE
De MIIEGO®
Een Bluetooth hoofdtelefoon met superieure geluidskwaliteit!
Naam *
Verplicht
E-mail *
Verplicht
Verplicht
 

Hardloopvermogensmeters 7: De Natuurkunde van Hardlopen

Door
Hans van Dijk & Ron van Megen
1 februari 2018 23:35
Hardloopvermogensmeters 7: De Natuurkunde van Hardlopen
In het eerste artikel in deze nieuwe reeks over hardloopvermogensmeters zijn we ingegaan op ons hardloopmodel.  In het kort gezegd komt het erop neer dat je bij hardlopen de 3 in de figuur aangegeven weerstanden moeten overwinnen. Deze weerstanden bepalen samen met het vermogen van je menselijk motor hoe snel je bent. Dit is gebaseerd eenvoudige natuurkundige wetten.
Voor degenen die zeggen dat natuurkunde niet het enige is dat een rol speelt: dat klopt! Volgende week gaan we op ProRun nader in op de fysiologie van hardlopen. Met kennis van fysiologie én van natuurkunde kunnen we hardloopprestaties heel precies analyseren en afhankelijk van de omstandigheden voorspellen wat iemand met een bepaalde ADV (Anaeroob DrempelVermogen) kan. Het ADV is het vermogen dat je precies een uur hardlopend kunt volhouden en wordt uitgedrukt in Watt. In het Engels noemen ze dit de FTP, Functional Threshold Power.

De Hardloopformule 
Voor ieder van de 3 in figuur aangegeven weerstanden kunnen we een natuurkundige formule geven. De 3 formules bij elkaar opgeteld vormen de Hardloopformule die aan de basis ligt van ons Hardloopmodel.



Als voorbeeld hoe de hardloopformule rekent nemen we een gebruikelijke c-waarde (Energy Cost of Running, ECOR) van 0,98 kJ/kg/km, een lichaamsgewicht van 70 kg, en een snelheid van 20 km/h. De loopweerstand Pr wordt dan 0,98*70*20/3,6 = 381 watt. 

Vervolgens vullen we de formule in voor de luchtweerstand Pa. We nemen voor de luchtdichtheid ? 1,205 kg/m3 (dit is het geval op zeeniveau bij 20°C en een luchtdruk van 1.013 mbar), voor de luchtweerstandscoëfficiënt cdA nemen we 0,24 m2, we gaan uit van windstil weer (zodat vw = 0) en de loopsnelheid is weer 20 km/h. De luchtweerstand Pa bedraagt dan 0,5*1.205*0,24*(20/3,6)3 = 25 watt. 

Het komt er dus op neer dat op zeeniveau en een vlak parcours (de klimweerstand is dan nul, Pc = 0) en windstil weer zo'n 7% van het vermogen van de hardloper nodig is om de luchtweerstand te overwinnen. Bij record pogingen worden daarom hazen ingezet om een schild voor de elite atleten te vormen en zo de luchtweerstand te verminderen. In zo'n groepje is een reductie van de luchtweerstand met 20% niet uitzonderlijk.

Met ons hardloopmodel hebben we uitgerekend hoe groot het voordeel van hazen is bij de wereldrecordprestaties op verschillende afstanden. Volgens deze berekeningen heeft Kenenisa Bekele ongeveer 21 seconden van zijn fenomenale 10.000 m wereldrecord te danken aan het werk van zijn hazen.
De luchtweerstand valt helemaal weg als we op een loopband hardlopen. In theorie loopt Kenenisa Bekele op een vlakke loopband 2 minuten sneller op de 10.000 m! 
In de tabel geven we meer van dit soort voorbeelden: wat zou de tijd zijn geweest zonder hazen (met normale luchtweerstand) en wat wordt het op een vlakke loopband (zonder luchtweerstand). 


 
Het Breaking2 project van Nike
We zagen het belang van het verminderen van de luchtweerstand goed bij het Breaking2 project van Nike. Het lukte Eliud Kipchoge net niet om de marathonafstand onder de magische 2 uur te lopen. Eliud liep met een afwisselend groepje hazen in een driehoeksformatie voor en achter hem, met voor hem een auto met een grote tijdklok en vanuit de auto markeerde een projectie van groene laserstralen op de weg waar en hoe snel de hazen moesten lopen. Dit betekende voor Eliud een vermindering van de luchtweerstand met liefst 37,5%. Als we dit terug rekenen komt de tijd van Eliud van 2:00:25 overeen met 2:02:18 in een normale wedstrijd met het gebruikelijke haaswerk. Dit zou dus een nieuw wereldrecord betekend hebben! 


 
Het wereldrecord van Usain Bolt
Een ander heel illustratief voorbeeld van de invloed van de luchtweerstand kunnen we geven aan de hand van het wereldrecord op de 100 m van Usain Bolt. In de figuur laten we zien dat zijn in Berlijn gelopen wereldrecord van 9.58 seconden op de hoogvlakte van Mexico City 9.36 opgeleverd zou hebben. Dit is om de eenvoudige reden dat de luchtdruk op die hoogte lager is en de luchtweerstand dus minder. Theoretisch gezien zou Usain zelfs 9.18 op de 100 m kunnen lopen als alles mee zat (hoogte, temperatuur en rugwind van 2 m/s)! 
 
Een kanttekening is hier nog op zijn plaats. De huidige hardloopvermogensmeters leveren interessante informatie maar kunnen nog niet goed uit de voeten met de luchtweerstand. Garmin Running Power is de eerste die dit wel biedt. De Garmin is alleen nog niet zo nauwkeurig en hooguit indicatief bruikbaar. 

Op ons YouTube kanaal The Secret of Running kun je veel bekijken
https://www.youtube.com/channel/UCZD6RjE9d17TsXpB-TDCCrg
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

  • Deel dit artikel
  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
  • Google+
  • Mail dit artikel:
  • Mail
Auteur
Hans van Dijk & Ron van Megen

Hans van Dijk & Ron van Megen

redactie

Zijn levenslange hardlopers en Delfts ingenieur. Hun passie is om te ontcijferen welke factoren je sportprestaties bepalen en hoe je zo snel mogelijk kunt worden. Zij zijn de auteurs van Het Geheim van Hardlopen, Het Geheim van Wielrennen en Hardlopen met POWER. 

Verplicht Verplicht
Verplicht
  • Nog geen reacties aanwezig.

ProRun loopclinics: Waar & wanner?

Loopkalender

19
november