Training

Hardlopen met Power! Deel 4: Hoe hard kun je schaatsen en hardlopen met je vermogen?

Door
Hans van Dijk & Ron van Megen
13 april 2016 11:42
Hardlopen met Power! Deel 4: Hoe hard kun je schaatsen en hardlopen met je vermogen?
In dit artikel gaan we kijken wat voor sportprestaties je met je menselijke motor kunt leveren bij het schaatsen en het hardlopen. Je zult zien dat bij het schaatsen vooral je totale vermogen (P in Watt) maatgevend is en bij het hardlopen je specifieke vermogen (P/m in Watt/kg). Schaatsers zijn dus net als tijdrijders dikwijls wat grotere en steviger types, zo weegt Sven Kramer 84 kg. Hardlopers hebben er alle belang bij om zo mager mogelijk te zijn, Haile Gebreselassie weegt maar 56 kg!

Ook hier geldt weer de kanttekening dat je wel specifiek getraind zult moeten hebben om de berekende resultaten waar te maken.

Hoe snel kun je schaatsen met je menselijke motor?

Schaatsen is vergelijkbaar met wielrennen. Ook hierbij is de luchtweerstand maatgevend. We gaan er dus eerst even van uit dat het vermogen van de menselijke motor volledig gebruikt wordt om de luchtweerstand te overwinnen. We verwaarlozen dus de glijweerstand. Dan geldt:

P=0,5ρcdAv3

Hierbij is ρ de dichtheid van de lucht (1,293 kg/m3 bij 0 oC), cdA de weerstandscoëfficiënt (0,28 m2 voor een schaatser) en v is de snelheid in m/s. We kunnen dus uitrekenen wat voor snelheid haalbaar is als functie van het vermogen P in Watt. Om te compenseren voor de glijweerstand hebben we het vermogen met 30% verhoogd. De berekende snelheid hebben we tenslotte omgerekend naar een haalbare tijd op de 10 km, het domein van Sven Kramer. Het resultaat is weergegeven in de onderstaande figuur.



Ondanks de vereenvoudigingen krijgen we weer een heel bruikbaar resultaat, waarbij we zien dat Sven Kramer voor een tijd van 12:50 in Heerenveen een vermogen moet schaatsen van 580 Watt ofwel 6,9 Watt/kg. Dit zijn zeer hoge waardes, waarbij natuurlijk weer de kanttekening hoort dat de inspanningsduur beperkt is tot iets minder dan 13 minuten.

Onze Marathon Man kan met zijn vermogen van 235 Watt in principe een tijd van 17 minuten en 17 seconden halen op de 10 km, mits hij er voldoende voor getraind heeft.


Hoe snel kun je hardlopen op een vlak parcours?

Als we de luchtweerstand verwaarlozen, geldt dat het vermogen van de menselijke motor gelijk is aan de loopweerstand:

P=E/t=cmd/t=cmv

Hierbij is c weer gelijk aan 0,981 kJ/kg/km. We krijgen dus een interessant resultaat, namelijk:

v= (P/m)/0,981

De snelheid die je kunt bereiken is dus direct evenredig met je specifieke vermogen P/m (in Watt/kg).

Omdat we de snelheid meestal uitdrukken in km/h, moeten we nog vermenigvuldigen met 3,6. Het resultaat wordt dan:

v= 3,67*(P/m)

Hiermee hebben we dus een heel eenvoudige en krachtige formule om de relatie vast te leggen tussen de snelheid en het specifieke vermogen. Om te corrigeren voor de luchtweerstand hebben we de haalbare snelheid vervolgens nog met 10 % verlaagd. Tenslotte hebben we de snelheid omgerekend naar de haalbare tijd op de 10000 meter, zie de onderstaande figuur.



Ondanks de vereenvoudigingen blijkt dit resultaat zeer bruikbaar. We zien dat Kenenisa Bekela bij zijn wereldrecord van 26:17 een specifiek vermogen heeft gebruikt van 6,8 Watt/kg. Bekele weegt 56 kg en zijn totale vermogen was dus 383 Watt. Je ziet dat zijn totale vermogen een stuk lager is dan dat van Sven Kramer of Bradley Wiggins, maar zijn specifieke vermogen (in Watt/kg) is wel zeer hoog en daarom is hij zo snel! We zullen in latere hoofdstukken steeds zien dat je specifieke vermogen de allerbelangrijkste factor voor je snelheid bij hardlopen is. We zullen dan ook aantonen dat de grens van het ‘schone’ menselijk prestatievermogen ligt bij een specifiek vermogen van 6,4 Watt/kg gedurende 1 uur. We noemen dat het Anaerobe Drempel Vermogen (ADV). Met de bovenstaande formule kun je uitrekenen dat het maximaal haalbare uurrecord (3,67/1,10)*6,4= 21,35 km. Haile Gebreselassie is momenteel houder van het werelduurrecord met een afstand van 21,285 km.

Onze Marathon Man kan met zijn vermogen van 235 Watt (3,37 Watt/kg) op de 10000 meter in principe een tijd van 53:31 lopen. In werkelijkheid kan hij wel wat sneller omdat de luchtweerstand bij zijn snelheid lager is dan de 10% die we hierboven aangenomen hebben. 

Samenvattend blijkt dat we met het vermogen van de menselijke motor leuke en eenvoudige berekeningen kunnen maken over de haalbare prestaties bij allerlei sporten. Het totale vermogen (in Watt) blijkt maatgevend bij sporten waarbij de luchtweerstand een grote rol speelt, zoals bij wielrennen op een vlak parcours en bij schaatsen. Het specifieke vermogen (in Watt/kg) is daarentegen maatgevend bij sporten waarbij de zwaartekracht een grote rol speelt, zoals bij traplopen, wielrennen in de bergen en bij hardlopen (ook op het vlakke, omdat je je gewicht iedere stap moet optillen).

Tot nu toe hebben we vereenvoudigde berekeningen gemaakt, waarbij diverse zaken zijn verwaarloosd of geschat, zoals de invloed van:

1. De tijdsduur van de inspanning op het vermogen
2. Diverse verliezen, zoals de luchtweerstand, de klimweerstand, de rolweerstand, de glijweerstand en de mechanische weerstand
3. De invloed van de ijle lucht in de bergen
4. De invloed van training en andere factoren (zoals leeftijd en geslacht) die het vermogen bepalen

In de komende artikelen leiden we een compleet model af van hardlopen afleiden, waarmee alle berekeningen exact gemaakt kunnen maken. Later zullen we met behulp van dit model laten zien hoe groot het effect van allerlei factoren op de haalbare snelheid is. We hopen en verwachten dat je met die kennis voor jezelf kunt bepalen wat voor jou haalbaar is en wat je moet doen om het maximale uit jezelf te halen. 

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

Hans van Dijk en Ron van Megen









  • 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.

Loopkalender

18
juli