Hoeveel energie kost de klimweerstand?

Hoeveel kracht kost het je om heuvelopwaarts te lopen?

Iedereen heeft wel de ervaring dat je snelheid heuvelop afneemt. Het klimmen vraagt veel van het vermogen van je menselijke motor. Hoeveel dit vraagt en wat het effect op je snelheid is, valt uit te rekenen. Je kunt het ook gewoon meten als je hardloopt met een hardloopvermogensmeter zoals de Stryd.

Voor een berekening moet je weten wat de klimweerstand is. Dit kun je uitrekenen met de formule: Pk = i/100*m*g*v

De klimweerstand is dus afhankelijk van het hellingspercentage i (in %), het gewicht m (in kg) en de snelheid v (in m/s). In onze berekeningen maken we steeds gebruik van de Marathon Man als rekenvoorbeeld en de Alpe d’Huez voor de klim. Hier horen de volgende gegevens bij die we in de formule kunnen invullen: i = 7,4%, m = 70 kg, v = 12,06 km/h, g = 9,81 m/s2. ?Als we dit invullen is de uitkomst van de som Pk = 7,4/100*70*9,81*12,06/3,6 = 170 Watt

Uit de formule blijkt dat de Marathon Man bergop een snelheid van 12,06 km/h nooit kan volhouden, want dit zou een vermogen vergen van 170 Watt, bovenop de 230 Watt die hij al nodig heeft voor de loopweerstand en de 5 Watt die hij nodig heeft voor de luchtweerstand. In werkelijkheid is het beeld gunstiger omdat het spierrendement heuvelop wat hoger is dan normaal. Dit wordt behandeld in dit hoofdstuk.

De heuvelfactor 
Diverse onderzoekers hebben experimenteel vastgesteld dat de klimweerstand in de praktijk lager is dan volgens de theorie. Zij verklaren dit op basis van het spierrendement, dat sterk afhankelijk is van het feit of er positieve arbeid wordt verricht (zoals heuvelop) of negatieve arbeid (zoals heuvelaf, waar we soms zelfs moeten remmen). 

De  heuvelfactor is heuvelaf lager dan heuvelop. Dit betekent dat je heuvelaf veel minder profijt hebt van de energiewinst, hetgeen past bij de verklaring van energieverlies door remkrachten. Ook is de heuvelfactor bij hardlopen steeds lager dan bij wandelen.

Wij hebben daarom in ons hardloopmodel de heuvelfactor toegevoegd conform dit gevonden verband, dus:

? = 45,6+1,1622*i
Hoe groot is de klimweerstand als functie van het hellingspercentage?

In de onderstaande tabel hebben we voor lopers met een verschillende gewicht de klimweerstand (inclusief de heuvelfactor) uitgerekend voor een snelheid van 15 km/h en als functie van het hellingspercentage. De totale klimweerstand (in Watt) is uiteraard recht evenredig met het gewicht, zodat de specifieke klimweerstand (in Watt/kg) een beter beeld geeft. Lichte lopers zijn heuvelop in het voordeel! In de praktijk zullen velen de 15 km/h bergopwaarts niet kunnen volhouden omdat de som van de loopweerstand, de luchtweerstand en de klimweerstand groter zal zijn dan hun menselijke motor aan vermogen kan leveren. In latere artikelen gaan we uitrekenen wat je haalbare snelheid dan wordt, zowel bergop als bergaf.

 
Je kunt het effect van alle factoren op je prestaties nalezen in ons nieuwe boek 

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

Hans van Dijk en Ron van Megen

De beste looptips en inspirerende artikelen 2x per week in je mailbox?

Meld je dan aan voor onze nieuwsbrief en mis niets!

Meer uit Training