Begrippen als VO 2 en RE moesten ook eerst even tot je doordringen.

Transcriptie

1

2 Je gaat het pas zien als je het door hebt Begrippen als VO 2 en RE moesten ook eerst even tot je doordringen. Atletiekunie 2

3 Hardlopen met vermogensmeters, een revolutie! Hans van Dijk and Ron van Megen

4 4

5 Wielrenners kennen het al jaren 5

6 Teun van Erp, bewegingswetenschapper en architect van Tom Dumoulin 20 ste etappe Tour de France 2018 Heuvelachtige individuele tijdrit Tom Dumoulin wint de etappe En wordt overall 2 e 6

7 Het begon met Stryd 7

8 De opkomst van hardloopvermogensmeters 8

9 Vers van de pers 9

10 ARION Vermogen Verwacht 10

11 Wielrennen Hardlopen The Universal Theory of Sports 11

12 Het vermogen van je menselijke motor Je menselijke motor is het geheel van spieren en hart-longsysteem Bepaalt je prestaties bij hardlopen, fietsen en schaatsen Wordt bij wielrennen dagelijks als Wattage gemeten en gebruikt Vlak: Watt is bepalend Bergop: Watt/kg is bepalend Bij hardlopen kan dit nu eindelijk ook Bij hardlopen gaat het om Watt/kg 12

13 Hardlopers moeten wennen aan de getallen (prestatie gerichte wielrenners, triatleten en duatleten NIET) Relatie 10-km tijd met VO2 max en ADV Tijd VO 2 max ADV min:sec ml/kg/min Watt/kg 26: : : : : : : : : : : : : : : : : ADV in Watt/kg = 0,072*VO 2 max in ml/kg/min ADV: Anaeroob DrempelVermogen = FTP: Functional Threshold Power ADV = FTP: de inspanning die je een uur kunt volhouden VO 2 max: maximale zuurstofopname vermogen, gedurende 10 minuten Specific power in Watt/kg 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Limits of human power Anaerobic ATP Aerobic glycogen Exercise duration in minutes Anaerobic glycogen Aerobic fatty acids 13

14 Trainen op HR, tempo of wattage? HR: indirect en vertraagd Tempo: iets vertraagd Vermogen: direct Uit: prorun-with-power-half-marathon-training-plan-experienced-4-days-week-training (schema Guido Vroemen) De couponcode om dit schema gratis te kunnen gebruiken is: ProRun. (TrainingPeaks Premium aanbevolen) 14

15 Wanneer is lopen op vermogen beter dan lopen op tempo? Als de 3 weerstanden niet constant zijn Vooral bij heuvels en bij flinke wind Bijvoorbeeld: modelberekeningen van het juiste tempo voor Hans (P = 250 Watt, 58 kg, 4,31 Watt/kg) De invloed van heuvels en wind kan dus orde 15% of meer bedragen! Impact of hills Pace/km min:sec Standard 3:58 Uphill 3.5% 4:37 Downhill 3.5% 3:26 Impact of the wind Pace/km min:sec Standard 3:58 Head wind 15 km/h 4:24 Tail wind 15 km/h 3:

16 Constant wattage = Lager tempo als het tegen zit + hoger tempo als het mee zit 16

17 Relatie vermogen - tijd 1977: Pete Riegel s formule v 2 /v 1 = (d 2 /d 1 ) En dus geldt ook: P 2 /P 1 = (t 2 /t 1 ) World records men and women 24 men women y = 26,603x -0,07 Speed in km/h y = 23,838x -0, Distance in km 17

18 Hoe bereken je je haalbare tijd? t = E/P Voorbeeld Marathon Man * : E = kj ** (ME = 24%***) P = 235 Watts (m*adv*0,93) t = /235 = sec = 3 hrs 30 min *m = 70 kg Bij 60 kg wordt de haalbare tijd: 60/70 * sec = 3 uur 0 min! ** aloude vuistregel 1 kcal per km per kg lichaamsgewicht (1 kcal = Joules = 4,184 kj) *** Metabole Efficiëntie is 24%. Marathon man is liefhebber. 18

19 Nauwkeurig Volgens Stryd is one of the most useful and impressive running technologies available. It's a Footpod that analyzes the movement of your foot with greater accuracy than most traditional Footpods. While a lot of the Stryd marketing focuses on their "running power meter" functionality, I see the greatest value coming from their accurate measurement of pace and distance. If you look at my testing of GPS Accuracy, you will see that Stryd gives a far more accurate measurement of distance than any GPS watch. It accurate enough that it really doesn t need any calibration, and unlike GPS, it should work in any situation. Not only is it providing accurate distance measurement, but it provides real-time pace, something that's impractical to achieve with any GPS device. 19

20 Geschikt, Ongeschikt Een hardloopvermogensmeter is een versnellingsmeter (accelerometrie) (dit is anders dan bij wielrennen) Luchtweerstand Garmin Running Power biedt een oplossing Ondergrond Power2Run biedt een oplossing (keuze uit track road trail) Op de weg of baan Binnen, buiten en loopband (geldt alleen voor Stryd) Vlak en heuvels Normale windkracht 20

21 Waarom lopen met een vermogensmeter? Constant lopen met de juiste inspanning/het juiste vermogen (in Watt), zowel tijdens de training als in de wedstrijd 2. Directe en dagelijkse informatie over je energieverbruik bij het hardlopen (ECOR, in kj/kg/km, vergelijk met loopefficiëntie RE in ml O 2 /kg/km) 3. Probeer je ECOR te verlagen (dus zuiniger te lopen, bijvoorbeeld met een hogere cadans) 4. Directe en zuivere informatie over je vorm (ADV, VO 2 max) 5. Betere interactie met je coach 21

22 Waarom lopen met een vermogensmeter? Veel aspecten spelen een rol voor optimale prestaties, metabool, cardiorespiratoir, antrometrisch, biomechanisch, neuromusculair 2. Naar een individueel running metrics passport Individual athlete running metrics passport Example Goal Cadence spm 180 > GCT msec 200 < VO cm 7 < LSS kn/kg/m 0.2 > ECOR kj/kg/km 0.99 < RE ml O 2 /kg/km 200 < Optimum differs individually 22

23 Loopefficiëntie of Running Economy (RE) Vroeger: RE = Nadelen: VO 2 = 50 ml/kg/min, v = 15 km/h, RE = 200 ml O 2 /kg/km 1. Alleen incidenteel bij VO 2 test 2. Resultaat zegt alleen iets over bruto O 2 -verbruik 3. Diverse voorbeelden van lopers met hoge VO 2, maar ook hoge RE! Vereiste VO 2 max (ml/kg/min) RE RE RE v uur km/h ml/kg/km ml/kg/km ml/kg/km

24 Mechanisch energieverbruik = Energy Cost of Running (ECOR) Nu: ECOR = Voordelen: Voorbeeld: P = 287 Watt, m = 70 kg, v = 15 km/h (= 4,17 m/s) ECOR = 0,98 kj/kg/km 1. Iedere dag gemakkelijk te bepalen (uit te rekenen) 2. Resultaat is het echte mechanische energieverbruik voor hardlopen 3. Mogelijkheid om te zoeken naar minimale Wattage bij dezelfde snelheid (door loopstijl te verbeteren) 24

25 Wat bepaalt je energieverbruik/loopefficiëntie? Lichaamsbouw Geen vet, lange benen, smalle kuiten, kleine voeten, soepele heupen Loopstijl Lichte verende tred, hoge cadans, lage GCT, grote paslengte, oscillatie, armen, houding, heuphoek, knieheffing/beenstrekking, kuitheffing, middenvoetlanding, enkelhoek Brandstofmix Vetverbranding levert minder energie/vermogen, metabool Almaz Ayana 25

26 De natuurkunde van hardlopen Het vermogen (wattage) van de menselijk motor is gelijk aan de som van 3 weerstanden: Loopweerstand P r Luchtweerstand P a Klimweerstand P c P = P r + P a + P c 26

27 Hoe groot is P r? P r = F * v dus P r = c f *m * g * v Wielrennen: c f = 0,004, dus P r = 15 Watt Schaatsen: c f = 0,015, dus P r = 57 Watt Hardlopen (verhard): c f = 0,100, dus P r = 381 Watt (m = 70 kg, g = 9,81 m/s 2, v = 20 km/h = 5,55 m/s) 27

28 Energy Cost of Running (ECOR, op een vlak parcours) (mechanisch energieverbruik) P r = c * m * v P r = Vermogen in Watt c = Energy Cost of Running (ECOR) = 0,98 kj/kg/km m = gewicht in kg v = hardloopsnelheid in m/s Usain Bolt: 900 Watt Wereldrecord 5000 m: 400 Watt Wereldrecord Marathon: 350 Watt 28

29 ECOR en Running economy (RE) Traditionele inspanningstest RE: zuurstofverbruik in ml O 2 /kg/km We kunnen de ECOR berekenen uit de RE (en andersom): Energie waarde van O 2 = 19,55 J/ml O 2 Metabole efficiëntie (ME) = 25% (elite atleet) ECOR = RE * 19,55 * 0,25/1000 = 0,004875*RE Een RE van 201 ml O 2 /kg/km is equivalent met een ECOR van 0,98 kj/kg/km 29

30 Hoe groot is P a? P a = 0,5 (v+v w ) 2 v 20 km/h: P a = 25 Watt (7% bij wereldrecord marathon) 40 km/h: P a = 200 Watt 60 km/h: P a = 675 Watt!! Onafhankelijk van lichaamsgewicht! Afhankelijk van aerodynamica (weerstandsoppervlakte c d A, hoogte, wind, luchtdruk) 30

31 Hoe groot is P c? P c = (i/100)mgv Alpe d Huez (i = 7,4%): P c = 282 Watt Evenredig met lichaamsgewicht, dus klimmers zijn lichtgewichten! (m = 70 kg, g = 9,81 m/s 2, v = 20 km/h = 5,55 m/s) 31

32 De hardloopformule P = P r +P a +P c P = cmv+0,5 v(v+v w ) 2 + (i/100)mgvη Wereldrecord 100 m Usain Bolt: 9.58 seconden Werelduurrecord Bradley Wiggins: 54,526 km 32

33 Wat is de reden van de vermogen- tijd relatie? Beperkte brandstofvoorraden! Brandstof voorraad voor de 4 energiesystemen: Anaeroob ATP Glycolyse Aeroob Glycogeen Vetzuren 24,64 watt/kg minder dan 30 seconden 13,50 watt/kg minder dan 2 minuten 7,76 watt/kg minder dan een uur 2,36 watt/kg meer dan een dag Specific power in Watt/kg 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Limits of human power Anaerobic ATP Anaerobic glycogen Aerobic glycogen Aerobic fatty acids Exercise duration in minutes 33

34 How groot is P? Afhankelijk van: 1. Tijd (vermogen-tijd relatie Riegel) 2. Talent (wereldrecords) 3. Training 4. Leeftijd and sexe 5. Hoogte 6. Gezondheid/ziekte/vorm 34

35 De relatie tussen ADV (FTP) en VO 2 max FTP = 0,88 * 0,25 * VO 2 max * 19,55/60, dus FTP = 0,072 * VO 2 max 0,88 = verhouding vermogen 1 uur/10 minuten 0,25 = metabole efficiëntie 19,55 = energie waarde van O 2 (kj/l) bij VO 2 max (90% glycogeen) 35

36 De limieten van het menselijk vermogen Wereldrecords: Mannen ADV Afstand Tijd Naam (Watt/kg) 800 m 1:40.91 David Rudisha m 3:26.00 Hicham El Guerrouj m 7:20.67 Daniel Komen m 12:37.35 Kenenisa Bekele m 26:17.53 Kenenisa Bekele km 00:41:13 Leonard Komon km 00:55:21 Zersenay Tadese ,1 km 00:58:18 Abraham Kiptum km 01:11:18 Dennis Kimetto km 01:27:38 Emmanuel Mutai ,2 km 02:01:39 Eliud Kipchoge km 06:09:14 Nao Kazami 4.48 Limiet voor mannen ADV 6,4 watt/kg VO 2 max 89 ml O 2 /kg/km Limiet voor vrouwen ADV 5,7 watt/kg VO 2 max 79 ml O 2 /kg/km (vrouwen hebben minder spiermassa) 36

37 De limieten van het menselijk vermogen, theorie en praktijk 37

38 Invloed van de luchtweerstand World Records: Men Distance Time Name Calculated time Calculated time without pacers on treadmill 1,500 m 00:03:26 Hicham El Guerrouj 00:03:29 00:03:07 3,000 m 00:07:21 Daniel Komen 00:07:27 00:06:44 5,000 m 00:12:37 Kenenisa Bekele 00:12:48 00:11:38 10,000 m 00:26:17 Kenenisa Bekele 00:26:38 00:24:23 15 km 00:41:13 Leonard Komon 00:41:41 00:38:26 20 km 00:55:21 Zersenay Tadese 00:56:03 00:51: km 00:58:18 Abraham Kiptum 00:59:03 00:54:30 25 km 01:11:18 Dennis Kimetto 01:12:07 01:06:51 30 km 01:27:38 Emmanuel Mutai 01:28:32 01:22: km 02:01:39 Eliud Kipchoge 02:04:21 01:55: km 06:09:14 Nao Kazami 06:35:47 05:59:17 38

39 Invloed van de hoogte 1. Lagere luchtweerstand 2. Minder zuurstof Voorbeeld: The Great Ethiopian Run 39

40 Invloed van heuvels: Minetti et. al. 40

41 Invloed van RE/ECOR 1% betere (lagere) RE/ECOR leidt tot een 1% snellere tijd RE/ECOR wordt bepaald door: 1. Lichaamsbouw (slank, benen, kuiten, heupen) 2. Brandstofmix (metabole processen) 3. Looptechniek (cadans, verticale oscillatie, en meer) 41

42 Marathon sub2hrs? Alleen c d A = 0,24 m 2 Hazen c d A = 0,20 m 2 Perfect c d A = 0,15 m 2 Berlijn (2014 en 2018) Dennis Kimetto: 2:02:57 Eliud Kipchoge: 2:01:39 42

43 43

44 Onze boeken ISBN Hardlopen met POWER! ISBN The Secret of Running ISBN Das Geheimnis des Laufens ISBN The Secret of Cycling ISBN Das Geheimnis des Radfahrens Print: PDF: epub: Print: PDF: epub: Print: PDF: epub: Print: PDF: epub: Print: PDF: epub:

45 Wat is energie? Eenheid Joule 1 kcal = Joules = 4,184 kj Energie uit voeding kcal = kj Energie voor demarathon 70kg * 1kcal/kg/km * 42,2km = kcal = kj Equiv. Gewichtsverlies = /37.6 (kj/g) = 328 gram vet (Niet Meer!) Energie in het dagelijks leven 1 kwh = kj Onze voeding is equivalent aan /3.600 = 2,9 kwh = 0,60 James Joule

46 Wat is vermogen (Watt)? P = E/t 1 kwatt = 1 kjoule/seconde Vermogen in het dagelijks leven Dagelijkse voeding inname is equiv. aan /86.400(s/day) = 121 Watts Metabolic efficiëntie 25%, dus mechanische output is 30 Watts 8 uur op de hometrainer levert slechts 8 * 30/1000 = 0,24 kwh = 0,05 Andere voorbeelden Max vermogen Chris Froome op Alpe d Huez = 415 Watts 1 paardekracht = 736 Watts VW Golf = Watts James Watt

47 Invloed van het lichaamsgewicht 47

48 Metingen ECOR en RE Stryd footpod vermogensmeter Gebaseerd accelerometers: F = m * a P = F * v 48

49 Metingen ECOR en RE Group Speed RE measured ECOR (km/h) (ml O 2 /kg/km) (kj/kg/km) Untrained Trained P = ME * VO 2 *19,55/60 (watt/kg) VO 2 = 3,07/ME * P (ml O 2 /kg/km), dus Ongetraind Getraind Elite VO 2 = 13,64 * P VO 2 = 12,78 * P VO 2 = 12,28 * P 49