Training

Hardlopen met Power!

Door
Hans van Dijk & Ron van Megen
14 maart 2016
Hardlopen met Power!
Deel 1: Energieverbruik bij hardlopen

In ons nieuwe boek Hardlopen met Power kijken we naar hardlopen vanuit de wetten van de natuurkunde. Hardlopen kost een bepaalde hoeveelheid energie (E), die bij een marathon natuurlijk groter is 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:



De kunst is natuurlijk om de getalswaarden voor E en P 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 latere artikelen zullen we laten zien hoe je de getalswaarden voor E en P kunt bepalen en waar die van afhankelijk zijn. Met die nieuwe kennis en inzichten zul je (nog) beter kunnen begrijpen waar je hardloopprestaties door bepaald worden en hoe je je tijden kunt verbeteren. We zullen ook aantonen dat de getallen in het voorbeeld precies kloppen voor onze Marathon Man; een man - sorry dames- van 35 jaar die 70 kg weegt en de marathon in 3 uur 30 minuten kan lopen. Ook in dit boek zullen we - net als in Het Geheim van Hardlopen- de Marathon Man steeds als voorbeeld gebruiken om de sommen te illustreren. 

In dit eerste artikel gaan we eerst nog even wat nader in op het begrip energie. We geven enkele voorbeelden uit de dagelijkse praktijk en laten zien hoe je ermee 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 Obelix uiteraard heel wat meer eet dan Asterix…). Nu is 1 kcal gelijk aan 4,184 kilojoule (kJ), dus 2500 kcal komt overeen met 10460 kJ. 

Afvallen door de marathon

Als we die 10460 kJ even vergelijken met het voorbeeld van de Marathon Man, dan zien we dat hij tijdens zijn marathon 2961/10460= 28 % van zijn dagelijkse energie inname gebruikt. We moeten echter nog wel rekening houden met het rendement van onze menselijke motor, die maar 25% is. Het bruto energieverbruik van de marathon man is dus 2961/0,25= 11844 kJ ofwel 113% van zijn dagelijkse consumptie. Je kunt je dus wel voorstellen dat het lopen van een marathon niet direct tot veel gewichtsverlies leidt (even afgezien van het 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 11844/37,6= 315 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  10460/37,6= 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 10460/3600= 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. Jammer dat we elektriciteit niet kunnen eten!

Een ander voorbeeld is het benzineverbruik van onze auto. De energiewaarde van benzine is 28800 kJ/l. Als we benzine zouden kunnen eten zouden we dus maar 10460/28800= 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. Dat benzine heel veel energie in zich bergt, kunnen we ook begrijpen als we bedenken dat een tank van 40 liter overeenkomt met 40*28800= 1152000 kJ. Dit is evenveel energie als we via ons voedsel binnen krijgen in 1152000/10460= 110 dagen! Zo bezien zijn wij 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

We zullen in een later hoofdstuk aantonen dat c bij benadering gelijk gesteld kan worden aan 0,98 kJ/kg/km. Het energieverbruik van onze Marathon Man (m=70 kg) op de marathon (d=42,195 km) bedraagt dus volgens deze formule 0,98*70*42,195= 2895 kJ. Dit getal is iets lager dan het voorbeeld in de bovenstaande box omdat we daarbij wel rekening gehouden hebben met de luchtweerstand. In een later artikel gaan we nader in op de luchtweerstand. In de onderstaande figuur zie je het netto energieverbruik (zonder luchtweerstand) bij verschillende afstanden. 


 
Hoe ver moet je nu lopen om 1 kilo af te vallen? Dat kunnen we eenvoudig berekenen. 1 kg lichaamsvet komt immers overeen met 37600 kJ. Om dat te verbranden bij het hardlopen moet onze Marathon Man dus d = E/cm = 37600/(0,98*70*0,25) = 137 km hardlopen! Dat lijkt heel wat, maar met regelmatige training bereik je dat natuurlijk wel en zul je dus inderdaad gaan afvallen (als je tenminste niet tegelijkertijd meer gaat eten).

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!


Hans van Dijk en Ron van Megen 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. De internationale edities verschijnen begin 2017.




  • 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
  • Sjakko
    Moet zijn d=E/cm = (37600*0.25)/(0.98*70) = 137km
    Reactie geplaatst op 17/03/16 om 13:54 uur
  • hans van dijk
    De factor 0.25 is het rendement van de spieren, dit is 25%
    Reactie geplaatst op 15/03/16 om 09:39 uur
  • Bob
    even een vraag over de berekening die in dit artikel staat: d = E/cm = 37600/(0,98*70*0,25) = 137 km . waar komt dit 0,25 vandaan?
    Reactie geplaatst op 15/03/16 om 08:49 uur

Loopkalender

22
september