Kalorienverbrauch /Fettverbrennung

Hi,
Bin hier neu, wenn ich hier jetzt im falschen Bereich poste bitte einfach verschieben.

Ich arbeite aktuell freizeitlich an einem Sportlerportal ähnlich wie Endomondo(mit etwas anderen Fokus). Die Seite soll auch verschiedene Tracking Dienste anbieten, u.a. Import von Polar und Garmin GPS Dateien, aber auch durch eine eigenständige Tracking Applikation.

Zur Frage: Die Applikation soll einen möglichst genauen Überblick über Kalorienverbrauch und Fettverbrennung geben. Gibt es hierzu anerkannte Formeln die ein hinreichend genaues Ergebnis liefern? Für den Kalorienverbrauch hab ich mal was von 1 Kaloriene pro Kilo pro Kilometer gelesen. Ist das korrekt, bzw geht es auch genauer (Bsp. Beachtung von Geschwindigkeit?) ? Mir ist bewusst, dass die exakte Menge des verbrannten Fettes kaum berechnet werden kann(Abhängigkeiten zu Körper /Essen usw) -Trotzdem:gibt es auch hier so eine Faustformel?

Vielen Dank für jede Hilfe,
Timo

Hi Timo .

Je Kilometer und Kilogramm Körpergewicht eine Kilokalorie ist nicht schlecht und lässt sich doch wunderbar einfach programmieren. Mehr Aufwand würde ich da nicht betreiben. Du kannst ja kurz vor Ausgabe des Wertes noch das Tagesdatum (heute 28) draufbuttern, dann merkt keiner, wie Du es errechnet hast . Und ein Kilogramm Körperfett soll ca. 7000 kcal beinhalten.

Knippi

Sympathische idee das unauffällig zu berechnen , mir geht es eigentlich vor allem um die Genauigkeit -nicht unbedingt um den Aufwand der Umsetzung. Aber wenn diese 1kcal = 1kilogramm pro Kilometer Berechnung die normale Berechnungsweise ist, dann ist das natürlich noch besser ;)

Mir kam damit ehrlich gesagt der verbrauch bei einem zB. Halbmarathon ziemlich niedrig.. (21 km * 70kg 1500 kcal dachte das wäre mehr).

Hatte mal gelesen das der Kalorienverbrauch bei längeren Strecken sukzessive steigt, ist da was dran?

Also auf kurz:Ist die genannte Formel wirklich das Optimum was man ohne Pulsdaten berechnen kann?

Danke schon mal für den Tipp mit der Fettverbrennung!

Grüße, Timo

TechMuc hat geschrieben: Hatte mal gelesen das der Kalorienverbrauch bei längeren Strecken sukzessive steigt, ist da was dran?

Man liest gelegentlich, dass einige Läufer irgendwann anfangen zu "schlampen", was unnötige Energien kostet. Auf der anderen Seite gibt es diese "Schwitzwunder" - die können garnicht genug trinken, um den Verlust wieder auszugleichen.

Der Vorgang der Kühlung kostet ja auch Energien - bloß dann müsste der Anwender der Formel jedes mal eine Temperatur eingeben, wenn da nicht im Internet, oder wo auch immer, ein Wert abgegriffen werden kann. Der Haile hat nach seinem Weltrekordlauf so um 11 Uhr 15 in Berlin leichte Gespräche geführt, während Massen anderer Läufer erst in die hohen Temperaturen hineingelaufen sind.

Ich selber mache es mir da supersimpel, schleppe meinen Körper von A nach B, was einer bestimmten Arbeit entspricht, alles andere ist "Grundrauschen".

Aber abwarten, was andere hier noch schreiben könnten .

Knippi

TechMuc hat geschrieben:Hatte mal gelesen das der Kalorienverbrauch bei längeren Strecken sukzessive steigt, ist da was dran?

Unbedingt!

Allerdings nur der Gesamtverbrauch, nicht der Verbrauch pro kg und km - leider

Der Schnitt von 1 Kalorie pro Kilo pro Kilometer könnte meiner Erfahrung nach grob hinkommen. Ich wiege z.B. keine 50 kg, und mein FR hat mir für den HM beim München Marathon 1.051 kcal angegeben. Im Schnitt berechnet er mir zwischen 50 und 52 kcal pro km - abhängig von meiner Geschwindigkeit (ich bin allerdings recht langsam) und dem eingestellten Gewicht (das variiert immer mal um +/- 2 kg).

Natürlich ist der Kalorienverbrauch von der körperlichen Belastung abhängig und hängt damit auch mit der gelaufenen Geschwindigkeit zusammen.

Als Beispiel: Ein 10km Lauf in 45min ist energetisch aufwendiger als ein 10km Lauf in 60min. (bei gleichen äußeren Rahmenbedinungen, wie Gewicht, Wetter, Strecke etc.). Dieser Energieverbrauch wird beim Menschen häufig in kcal angegeben.

Da sich die körperliche Belastung in der Herzfrequenz niederschlägt (mit einer gewissen Latenz und unter Berücksichtigung von besonderen Gegebenheiten), müsste korrekterweise die relative HF mitberücksichtigt werden. Womit eine solch einfache Formel, wie weiter oben angegeben wurde, immer nur einen Durchschnitt wiedergibt.

Der Anteil der Fettverbrennung ist sogar volkommen überflüssig, weil der Körper nach einem Lauf die leeren Glykogenspeicher durch Fettverbrennung wieder füllt, d.h. es für das Abnehmen keine Rolle spiel, ob der Energieverbrauch während dem Laufen durch die Fettverbrennung oder die Glykogenspeicher erfolgt.

Okay dann werde ich wenn keine Puls Daten vorhanden sind auf die simple Lösung km*kg=kcal ausweichen. Danke schon mal für die Hilfe.

Trotzdem bleibt für mich die frage wie z.B. Polar Geräte dem Kalorinenbedarf berechnen? Was erlaubt der Puls für Rückschlüsse auf den aktuellen Kalorinenverbrennung?

grüße timo

Hallo TechMuc,
wenn du aktuell sein willst, dann vergiss die Kalorinen und nimm Joulienne

Rennsemmel84 hat geschrieben:Ein 10km Lauf in 45min ist energetisch aufwendiger als ein 10km Lauf in 60min. (bei gleichen äußeren Rahmenbedinungen, wie Gewicht, Wetter, Strecke etc.).

Warum?

Zu den "7000" kcal von Fett:
Der Energiegehalt von Fett beträgt 9,5 kcal pro g Fett, also 9500 kcal pro kg.
Um 1 kg Fettgewebe abzubauen, muss man jedoch 7.000 kcal einsparen, dies deshalb, weil Fettgewebe nicht ausschließlich aus Fett besteht. Quelle: http://www.dr-moosburger.at/pub/pub031.pdf

Bernd

Rennsemmel84 hat geschrieben:Als Beispiel: Ein 10km Lauf in 45min ist energetisch aufwendiger als ein 10km Lauf in 60min. (bei gleichen äußeren Rahmenbedinungen, wie Gewicht, Wetter, Strecke etc.).

Diesem Beispiel wird die og. Faustformel durchaus gerecht.

Denn wenn wir weiterhin von einem Beispielgewicht von 70 kg ausgehen, werden auf der genannten Strecke ca. 700 kcal verbraucht. Einmal halt in 45 Min und einmal eben in 60 Min, d.h. der "energetisch höhere Aufwand" drückt sich dahingehend aus, dass mehr kcal pro Zeiteinheit verbrannt wurden - der Aufwand in kcal/km bleibt gleich.

Andersherum ausgedrückt: Läufer A, welcher in einer 4:30 Pace unterwegs ist, verbrennt in 1 Stunde natürlich mehr kcal als Läufer B, welcher in 6:00 Pace über die Strecke schleicht - aber nur deshalb, weil er in dieser 1 Stunde mehr km zurückgelegt hat.

Demzufolge reicht die Faustformel "1kcal je kg Körpergewicht je km" m.E. für den Hausgebrauch völlig aus.

kueni hat geschrieben:
Denn wenn wir weiterhin von einem Beispielgewicht von 70 kg ausgehen, werden auf der genannten Strecke ca. 700 kcal verbraucht. Einmal halt in 45 Min und einmal eben in 60 Min, d.h. der "energetisch höhere Aufwand" drückt sich dahingehend aus, dass mehr kcal pro Zeiteinheit verbrannt wurden - der Aufwand in kcal/km bleibt gleich.


Demzufolge reicht die Faustformel "1kcal je kg Körpergewicht je km" m.E. für den Hausgebrauch völlig aus.

Nein, wer schneller rennt, verbraucht auf dem km mehr kcal. Ist auch nur so logisch, denn ein höheres Lauftempo benötigt auch mehr Energie.

Mit der Faustformel geb ich dir insoweit recht, dass sie für den Hausgebrauch ausreichend ist. Ich glaub aber, dass der Threadsteller gern einen genaueren Wert hätte.

Rennsemmel84 hat geschrieben:Nein, wer schneller rennt, verbraucht auf dem km mehr kcal. Ist auch nur so logisch, denn ein höheres Lauftempo benötigt auch mehr Energie.

Im Physikunterricht habe ich gelernt: Arbeit = Kraft x Weg (also in physikalischen Einheiten: 1 N x 1 m = 1 J). Das ist zwar schon um die 30 Jahre her, aber an den grundlegenden mechanischen Voraussetzungen und Definitionen hat sich m.W. bis heute nichts geändert.

Du dagegen scheinst etwas völlig anderes gelernt zu haben. Würde mich schon interessieren, was das wohl gewesen sein mag.

Rennsemmel84 hat geschrieben:Nein, wer schneller rennt, verbraucht auf dem km mehr kcal. Ist auch nur so logisch, denn ein höheres Lauftempo benötigt auch mehr Energie.

Mit der Faustformel geb ich dir insoweit recht, dass sie für den Hausgebrauch ausreichend ist. Ich glaub aber, dass der Threadsteller gern einen genaueren Wert hätte.

Als "Beweis" für meine These soll mir ein x-beliebiges persönliches Beispiel dienen: Laut SportTracks habe ich bei den diesjährigen Marathons im September in Berlin und im Oktober in Frankfurt fast auf die kcal genau den gleichen Energieverbrauch gehabt (3107 vs. 3109) - und das bei immerhin um 30 Min unterschiedlicher Finisherzeit. Soll heißen, die ca. 3100 kcal habe ich einmal in <3:10 und einmal in <3:40 verheizt - aber jeweils auf (ebenfalls nach SportTracks) ca. 43 km.

Wie erklärst du das denn mit deiner Theorie? Demnach hätte ich ja bei dem schnelleren Lauf in Berlin deutlich mehr kcal verbrennen müssen als in Frankfurt.
Wieviel ich tatsächlich verbraucht habe steht in den Sternen, denn das kann man m.E. nicht wirklich genau errechnen, sondern nur messen (etwa durch die Spiroergometrie).
BTW: Ich halte diese Diskussion eh für sehr theoretisch und für mich eigentlich unwichtig. Ich zähle bei der Energiezufuhr keine Kalorien, genauso wenig bei der Energieverbrennung.
Klar, durch meinen FR 305 wird das Training aufgezeichnet und ein Kalorienverbrauch berechnet, aber ich achte nicht darauf - außer, wenn ich es als Beispiel für eben solche Posts hernehme

In diesem Sinne: Ich bin dann mal weg - Kalorien verbrennen

Für den Kalorienverbrauch ist auch immer die körperliche Intensität ausschlaggebend, diese wird beim Laufsport durch die Messung der HF realisiert.

Ob dein FR305 diese bei seiner Berechnung mit einbezieht, kann ich dir nicht sagen, es wäre möglich, dass die FR diesen Aspekt volkommen ausklammert, wenn ja, dann ist der Kalorienverbrauch einfach nur eine grobe Schätzung.
Der andere Aspekt wäre nun zu fragen, welche Belastung, sprich HF, du bei deinen beiden Marathons hattest.

Mich persönlich interessiert der Kalorienverbrauch durch das Laufen ebenfalls nicht im geringsten. Doch darum ging es ja auch nicht...

Snaily hat geschrieben:Der Schnitt von 1 Kalorie pro Kilo pro Kilometer könnte meiner Erfahrung nach grob hinkommen. Ich wiege z.B. keine 50 kg, und mein FR hat mir für den HM beim München Marathon 1.051 kcal angegeben. Im Schnitt berechnet er mir zwischen 50 und 52 kcal pro km - abhängig von meiner Geschwindigkeit (ich bin allerdings recht langsam) und dem eingestellten Gewicht (das variiert immer mal um +/- 2 kg).

Wenn zwei verschiedene Schätzungen übereinstimmen, müssen sie ja richtig sein ;)

aghamemnun hat geschrieben:Im Physikunterricht habe ich gelernt: Arbeit = Kraft x Weg (also in physikalischen Einheiten: 1 N x 1 m = 1 J). Das ist zwar schon um die 30 Jahre her, aber an den grundlegenden mechanischen Voraussetzungen und Definitionen hat sich m.W. bis heute nichts geändert.

Du dagegen scheinst etwas völlig anderes gelernt zu haben. Würde mich schon interessieren, was das wohl gewesen sein mag.

Mich würde erst einmal interessieren, wie Du Deine Formel aufs Laufen anwendest.

Rennsemmel84 hat geschrieben:Nein, wer schneller rennt, verbraucht auf dem km mehr kcal. Ist auch nur so logisch, denn ein höheres Lauftempo benötigt auch mehr Energie.

Na, wenn es logisch ist...

Mein Sporttracks von Zone Five Software schreibt mir bei 8,5% weniger durchschnittliche Herzfrequenz und 5,5% schnellerem Tempo einen Mehrverbrauch an kcal von 6% raus im Vergleich zu einem ähnlichem Lauf. Wenn man das betrachtet, scheint der dortige Programmierer einen vollen Schluck aus der Flasche "Pace" in sein Programm gegossen zu haben. Wie so oft scheint aber meine Notiz zu diesem Vergleichslauf interessanter zu sein: "Kacke, für die Tempi viel zu hoher Puls".

Mich interessieren verbrannte Kalorien auch nicht, weil ich weiß, dass da was verbrannt wird. Eigentlich warte ich schon ewig, dass ich von meiner Frau heute die Freigabe erhalte. Muss wieder mal Warnweste und Taschenlampe mitnehmen**.

Knippi

**war wohl nischt, na ja Küchenbulle muss ooch mal sein.

CarstenS hat geschrieben:Mich würde erst einmal interessieren, wie Du Deine Formel aufs Laufen anwendest.

Eigentlich ganz einfach: Ich habe ein vorgegebenes Gewicht, und das wuchte ich dann über eine ebenso vorgegebene Distanz durch die Gegend. Mit der dafür aufgewendeten Zeit hat das erst einmal nichts zu tun. Es ist zwar richtig, daß ich bei höherer Intensität einen höheren Energieverbrauch pro Zeiteinheit habe (das wird ja deutlich, wenn ich aus dem Quotienten von Arbeit und Zeit die Leistung ermittle), aber die geleistete Arbeit in Joule bzw. Kalorien wird dadurch nicht höher. Rein mechanisch wird der höhere Energieverbrauch pro Zeiteinheit durch die entsprechend geringere aufzuwendende Zeit kompensiert.

Es mag sein, daß die Rechnung biologisch nicht aufgeht, weil der Stoffwechsel auf die Formeln aus der Physik peift. Aber dafür hätte ich dann anstatt eines Dekrets doch lieber eine nachvollziehbare Erklärung.

Meines Wissens benötigt der menschliche Körper bei höherem Tempo relativ gesehen mehr Energie für Körperfunktionen, wie z.B. Temperaturregulierung, als bei langsameren - allerdings liegt der Schwachpunkt meiner Argumentation darin,dass ich den Artikel nicht mehr finde

Rennsemmel84 hat geschrieben:Meines Wissens benötigt der menschliche Körper bei höherem Tempo relativ gesehen mehr Energie für Körperfunktionen, wie z.B. Temperaturregulierung, als bei langsameren - allerdings liegt der Schwachpunkt meiner Argumentation darin,dass ich den Artikel nicht mehr finde

Das hätte ich jetzt als Vermutung auch ohne Artikel mal in den Raum gestellt.

Ansonsten müsste ja im Saldo beim Laufen mit 3 km/h das gleiche an absolutem Energieverbrauch rauskommen, wie bei 3min/km - was ich mir beim besten Willen nicht vorstellen kann.
Ich meine auch, dass ich diese 1 kcal/kg/km bei einer ungefähren Geschwindigkeit von 6min/km gesehen hätte ... mehr als eine sehr grobe Annährung kann das aber doch auch nicht sein?

Nicht immer Energie mit Leistung in einen Topf werfen.

Leistung = Energie pro Zeit

Wenn die Energie als Faustformel nur von den km abhängen würde, hieße das, beide Läufe 10km in 45min und 10km in 60min verbraten dieselbe Menge Energie (E).

Trotzdem leistet man bei dem schnelleren Lauf mehr, nämlich 33% mehr. P1=E / 3/4h > P2 = E / 1h

aghamemnun hat schon recht... Trotzdem bleibt es eine Faustformel... Außerdem bleiben die Sachen, wie Kühlung etc. unberücksichtigt...

aghamemnun hat geschrieben:Eigentlich ganz einfach: Ich habe ein vorgegebenes Gewicht, und das wuchte ich dann über eine ebenso vorgegebene Distanz durch die Gegend.

Und da die Gewichtskraft senkrecht zur Bewegungsrichtung ist, brauchst Du dafür gar keine Arbeit.

Gruß

Carsten

Rennsemmel84 hat geschrieben:Meines Wissens benötigt der menschliche Körper bei höherem Tempo relativ gesehen mehr Energie für Körperfunktionen, wie z.B. Temperaturregulierung, als bei langsameren

Das bestreitet doch auch niemand. Aber dafür ist man ja bei höherem Tempo auf derselben Strecke entsprechend kürzer unterwegs.

CarstenS hat geschrieben:Und da die Gewichtskraft senkrecht zur Bewegungsrichtung ist, brauchst Du dafür gar keine Arbeit.

Aha. Und folglich werden beim Laufen auch keine Kalorien verbraucht. War es das, was Du sagen wolltest?

CarstenS hat geschrieben:Und da die Gewichtskraft senkrecht zur Bewegungsrichtung ist, brauchst Du dafür gar keine Arbeit.

Gruß

Carsten

Das stimmt rein physikalisch, aber nicht biologisch, denn wie du vielleicht noch aus dem Physikunterricht weißt, wo es um das Männchen mit einem Gegenstand in der Hand ging, sollte es zwar nur einmal Kraft kosten den Gegenstand aufzuheben und anschließend auf dieser Höhe zu halten, dies in der Praxis, wie wir alle wissen, jedoch nicht zutrifft - wobei nach deiner Angabe, unser kleiner Läufer ohne Energieverbrauch unterwegs ist (was nur ohne Reibung gehen würde, und selbst dann breuchtest du eine Startenergie)

aghamemnun hat geschrieben:Aha. Und folglich werden beim Laufen auch keine Kalorien verbraucht. War es das, was Du sagen wolltest?

Was ich sagen wollte, ist, dass das das ist, was die Anwendung der von Dir genannten Formel ergibt. Sie bringt uns also offenbar nicht weiter. Es ist also schön, dass Du Dich noch an mehr Schulwissen erinnerst als Rennsemmel, nur nutzt Wissen ohne Verständnis halt auch nichts.

Gruß

Carsten

Rennsemmel84 hat geschrieben:Meines Wissens...

Wenn du einen Beleg für deine These anführst, will ich dir gerne glauben. Ansonsten vertraue ich dem, was nicht nur aghamemnum ausführt, sondern was auch in "Leistungsphysiologie" von Tomasits/Haber dargestellt ist:

Das Laufen über 1 km ohne Berücksichtigung der Zeit ist physikalisch gesehen Arbeit. Daher hängt der Nettoenergieumsatz (abzüglich Grundumsatz) über 1 km beim Laufen ausschließlich vom zu tragenden Gewicht (mit Kleidung) ab.

oder an anderer Stelle explizit:

Zusätzlich zum Grundumsatz werden [im Marathon, 65 kg schwere Person] fast 2500 kcal umgesetzt, egal ob die Strecke in 2:10 oder 4:00 Stunden gelaufen wird.

Beeinflusst wird diese Zahl allerdings nicht unwesentlich von der Laufökonomie.

SALOLOPP hat geschrieben: Ansonsten müsste ja im Saldo beim Laufen mit 3 km/h das gleiche an absolutem Energieverbrauch rauskommen, wie bei 3min/km - was ich mir beim besten Willen nicht vorstellen kann.

Der Energieverbrauch wird natürlich auch bestimmt von der Laufökonomie (sowie Steigung, Wind etc.). Wenn jemand nahezu auf der Stelle tritt und kaum voran kommt, braucht er natürlich mehr Energie. Allerdings ist die Ökonomie nicht automatisch schlechter bei höherer Geschwindigkeit. Im Gegenteil, bei sehr langsamem Tempo wird oft der Laufstil unrunder, und der Energieverbrauch dürfte dann sogar zunehmen. Daher gibt es keine eindeutige lineare Korrelation.

Bernd

Rennsemmel84 hat geschrieben:Das stimmt rein physikalisch, aber nicht biologisch, denn wie du vielleicht noch aus dem Physikunterricht weißt, wo es um das Männchen mit einem Gegenstand in der Hand ging, sollte es zwar nur einmal Kraft kosten den Gegenstand aufzuheben und anschließend auf dieser Höhe zu halten, dies in der Praxis, wie wir alle wissen, jedoch nicht zutrifft

Deshalb nehme ich für so etwas einen Tisch und kein Männchen.

CarstenS hat geschrieben:Deshalb nehme ich für so etwas einen Tisch und kein Männchen.

Willst der Physik also eins auswischen

burny hat geschrieben:Wenn du einen Beleg für deine These anführst, will ich dir gerne glauben. Ansonsten vertraue ich dem, was nicht nur aghamemnum ausführt, sondern was auch in "Leistungsphysiologie" von Tomasits/Haber dargestellt ist:

Da ich den Beleg nicht liefern kann, lass ich deinen unangetastet stehen.
Allerdings hast du an deinem Beleg noch angefügt, dass die Laufökonomie bei sehr langsamen laufen deutlich schlechter sein kann. Da geb ich dir sofort recht. Allerdings kann ich daraus nicht automatisch folgern, dass sie bei sehr hohem Tempo besser oder gleich gut ist, wie bei normalen Tempo (was langsam, normal, schnell ist, ist natürlich bei jedem je nach Trainingszustand und Empfinden anders)

Rennsemmel84 hat geschrieben:Natürlich ist der Kalorienverbrauch von der körperlichen Belastung abhängig und hängt damit auch mit der gelaufenen Geschwindigkeit zusammen.

Ja.

Rennsemmel84 hat geschrieben:Als Beispiel: Ein 10km Lauf in 45min ist energetisch aufwendiger als ein 10km Lauf in 60min. (bei gleichen äußeren Rahmenbedinungen, wie Gewicht, Wetter, Strecke etc.). Dieser Energieverbrauch wird beim Menschen häufig in kcal angegeben.

Bei dem einen ja, bei dem anderen kann das genau anders herum sein.

Wurde hier schon mal diskutiert. Siehe z. B.
Journal of Human Evolution 56 (2009) 355–360: Optimal running speed…

Schau mal in Figure 1, cal/km vs. speed. Die Kurve sieht bei jeder Testperson aus wie eine Parabel, mit dem Minimum gemittelt bei 2.9 m/s bei den getesteten Frauen und 3.7 m/s bei den Männern.

Läuft man schneller oder langsamer, verbraucht man mehr Energie pro km.

2.9 m/s = 5:45 min/km; 3.7 m/s = 4:30 min/km

burny hat geschrieben:Der Energieverbrauch wird natürlich auch bestimmt von der Laufökonomie (sowie Steigung, Wind etc.). Wenn jemand nahezu auf der Stelle tritt und kaum voran kommt, braucht er natürlich mehr Energie. Allerdings ist die Ökonomie nicht automatisch schlechter bei höherer Geschwindigkeit. Im Gegenteil, bei sehr langsamem Tempo wird oft der Laufstil unrunder, und der Energieverbrauch dürfte dann sogar zunehmen. Daher gibt es keine eindeutige lineare Korrelation.

Jawoll! Damit widersprichst du natürlich der Behauptung, dass der Kalorienverbrauch nur von der Strecke und nicht vom Tempo abhängt; da können Tomasits/Haber schreiben, was sie wollen ("Daher hängt der Nettoenergieumsatz (abzüglich Grundumsatz) über 1 km beim Laufen ausschließlich vom zu tragenden Gewicht (mit Kleidung) ab. ").

D-Bus hat geschrieben:Jawoll! Damit widersprichst du natürlich der Behauptung, dass der Kalorienverbrauch nur von der Strecke und nicht vom Tempo abhängt; da können Tomasits/Haber schreiben, was sie wollen ("Daher hängt der Nettoenergieumsatz (abzüglich Grundumsatz) über 1 km beim Laufen ausschließlich vom zu tragenden Gewicht (mit Kleidung) ab. ").

Ich will erstmal vorausschicken, dass ich nicht der „Verteidiger“ der Aussagen von Tomasits/Haber bin, wiewohl sich die Darstellung mit dem deckt, was mir selbst noch so geläufig ist.

Den von dir postulierten Widerspruch sehe ich allerdings überhaupt nicht. Erstmal muss man Äpfel mit Äpfeln vergleichen. Dass der Energieverbrauch auf einer Flachstrecke mit Rückenwind geringer ist als auf einer gleich langen Strecke mit 30% Steigung, ist nun wirklich trivial. Dies unterstreicht lediglich, dass die Angabe von 1 kcal/kg pro km eine grobe ca.-Angabe ist und sich vermutlich auf ebene windfreie Strecke beziehen dürfte.

Also geht es darum, die gleiche Strecke mit unterschiedlichen Tempi zu betrachten. Da ist einmal die physikalisch-theoretische Betrachtung, die einen Wirkungsgrad von 100% unterstellt. („Alle aufgewendete Energie wird zu 100% in die Vorwärtsbewegung umgesetzt.“) Zum Anderen ergibt sich die praktische Frage der Laufökonomie. Die von mir zitierten Autoren besagen das, was auch der Augenschein nahe legt: Laufökonomie und damit Energieverbrauch können unterschiedlich ausfallen: von Person zu Person und bei der selben Person für unterschiedliche Tempi.

Was nun scheinbar in der von dir angegebenen Studie gemacht wurde (hab sie nur überflogen), ist, in der Praxis zu messen, wie hoch der tatsächliche Energieverbrauch ist oder anders: wie die sichbei den jeweiligen Tempiändernde Laufökonomie auf den Energieverbrauch auswirkt. (Zumindest theoretisch wären auch weitere Variablen denkbar.)

Auch das Ergebnis ist nicht überraschend: Dass bei langsameren Geschwindigkeiten unökonomischer gelaufen wird, dann in einem mittleren Spektrum weniger Energie „verschwendet“ wird und schließlich bei hohen Tempi die Ökonomie wieder schlechter wird, ist nachvollziehbar. Wenn man genauer hinschaut, sieht man übrigens, dass bei einer der 9 Testpersonen der geringste Energieverbrauch bei der höchsten Geschwindigkeit erzielt wird.

Dass der Zusammenhang bei (fast) allen Testpersonen auftaucht, aber jeweils individuell in den Tempi abweicht, unterstreicht diese Gesetzmäßigkeit eher noch. Interessant wäre es wahrscheinlich zu betrachten, WIE sich durch längere Erfahrung oder gezieltes Training die Ökonomie verbessert. (Auch hier dürfte die Tatsache, DASS Leistungsverbesserungen durch Training zumindest zum Teil auf verbesserte Laufökonomie zurückzuführen ist, banal sein.)

Bernd

burny hat geschrieben:Den von dir postulierten Widerspruch sehe ich allerdings überhaupt nicht.

Nicht? Wir sind uns doch einig, dass der Energieverbrauch auch vom Tempo abhängt, wie zB von der Steudel-Numbers gemessen, oder? Und dein Zitat enthält das Wort "ausschließlich":
"Daher hängt der Nettoenergieumsatz (abzüglich Grundumsatz) über 1 km beim Laufen ausschließlich vom zu tragenden Gewicht (mit Kleidung) ab. "

Der Energieverbrauch kann doch nicht vom Tempo und zugleich "ausschließlich vom zu tragenden Gewicht" abhängen!

Die Korrektur auf Nettoenergieumsatz kann das auch nicht ausgleichen, insbesondere da man ja sowohl bei langsamerem als auch bei schnellerem Laufen brutto mehr verbraucht als in der goldenen Mitte.

Es stimmt zwar, dass unter idealen Bedingungen die Energien gleich sein müssen, allerdings hats der Körper nicht so mit Grenzwertbildung. Die Energiebereitstellung geschieht über die ATP in ADP Umwandlung ( freigesetzte Bindungsenergie) und nicht direkt über die Laufstrecke.
Wenn der Körper nun schneller läuft fährt der gesamte Stoffwechsel höher, was in einer höheren Bindungsenergiefreisetzung resultiert.
Da steckt wesentlich mehr drin als E = F * s

CarstenS hat geschrieben:nur nutzt Wissen ohne Verständnis halt auch nichts.

Dann erleuchte mich doch einfach. Deine Kritik verstehe ich nämlich immer noch nicht. Du scheinst davon auszugehen, daß Arbeit in der Waagerechten (also der klassischen Schlafposition) grundsätzlich nicht möglich sei. Das halte ich für ein ebenso perfides wie unzutreffendes Vorurteil gegenüber dem Beamtenstand, dem ich - nur daß hier keine Gerüchte aufkommen! - selbst nicht angehöre.

Auch scheinst Du vorauszusetzen, daß die Erde eine Scheibe sei, wiewohl sie annähernd die Form einer Kugel besitzt. Eine waagrechte Bewegung auf der Erdoberfläche ist also in Wirklichkeit eine Art Kreisbewegung um den Erdmittelpunkt, zu deren Durchführung der Erdanziehungskraft (d.h. einer Zentralkraft) unter Aufbringung einer weiteren Kraft entgegengewirkt werden muß.

Mag ja sein, daß das alles Schwachsinn ist (schließlich ist aus mir ja nicht umsonst kein Naturwissenschaftler oder Mathematiker geworden), aber dann versuch bitte, es für das gemeine Volk von vorn zu erklären anstatt von oben. Alles andere zeugt höchstens von schlechten Manieren.

D-Bus hat geschrieben: Der Energieverbrauch kann doch nicht vom Tempo und zugleich "ausschließlich vom zu tragenden Gewicht" abhängen!

Nun ja, in einer neuen Auflage sollte es korrekterweise heißen:

Läuft ein Läufer oder eine Läuferin die selbe Strecke bei gleichen äußeren Bedingungen und gleichen persönlichen Voraussetzungen in unterschiedlichen Tempi, dannhängt der Nettoenergieumsatz (abzüglich Grundumsatz) über 1 km beim Laufen physikalisch gesehen ausschließlich vom zu tragenden Gewicht (mit Kleidung) ab, wird aber in der Praxis nicht unwesentlich von der Laufökonomie des Läufers/der Läuferin beeinflusst, welche in Abhängigkeit von der gewählten Laufgeschwindigkeit einen höheren oder niedrigeren Nettoenergieumsatz bewirken kann, wobei eine experimentelle Studie einen Hinweis zu liefern scheint, dass die Funktion der abhängigen Variablen Nettoenergieumsatz einer Parabel ähneln könnte, deren Krümmung ebenso wie ihr Scheitel jedoch läufer- bzw. läuferinnenspezifisch variieren würde.

Das ist halt die Krux mit den Praktikern, dass sie nicht immer wissenschaftlich exakt formulieren.

Bernd

burny hat geschrieben: Das ist halt die Krux mit den Praktikern, dass sie nicht immer wissenschaftlich exakt formulieren.
Bernd

Wissenschaftler wären da halt genauer/vorsichtiger.
Z. B.

Das Laufen über 1 km ohne Berücksichtigung der Zeit ist physikalisch gesehen Arbeit. Wären keine anderen Faktoren zu berücksichtigen, hinge somit der Nettoenergieumsatz (abzüglich Grundumsatz) über 1 km beim Laufen ausschließlich vom zu tragenden Gewicht (mit Kleidung) ab.

oder
Das Laufen über 1 km ohne Berücksichtigung der Zeit ist physikalisch gesehen Arbeit. Daher hängt der Nettoenergieumsatz (abzüglich Grundumsatz) über 1 km beim Laufen im Wesentlichen vom zu tragenden Gewicht (mit Kleidung) ab.

aghamemnun hat geschrieben:Dann erleuchte mich doch einfach. Deine Kritik verstehe ich nämlich immer noch nicht. [...] Mag ja sein, daß das alles Schwachsinn ist (schließlich ist aus mir ja nicht umsonst kein Naturwissenschaftler oder Mathematiker geworden), aber dann versuch bitte, es für das gemeine Volk von vorn zu erklären anstatt von oben. Alles andere zeugt höchstens von schlechten Manieren.

Es waren lediglich Deine Manieren in http://forum.runnersworld.de/forum/1374787-post13.html, die mich zu einer Antwort animiert haben, zur Sache wollte ich hier gar nichts sagen, das Thema hatten wir schon oft genug. Dennoch ganz kurz: Um eine Kugel einen Meter hoch zu heben, musst Du eine gewisse Arbeit verrichten, die sich aus der von Dir genannten Formel ergibt: Die Bewegung ist dabei in entgegengesetzter Richtung zu der Gewichtskraft, die auf die Kugel wirkt. Willst Du die Kugel hingegen um einen Meter in der Ebene bewegen, so spielt die Gewichtskraft dabei direkt überhaupt keine Rolle, da sie eben senkrecht zur Bewegungsrichtung wirkt. Dass die nötige Arbeit/Energie dabei viel geringer ist, sagt ja auch die Erfahrung. Dass überhaupt welche benötigt wird, liegt alleine an dem Rollwiderstand.

Die von Dir genannte Formel ist also nur für den Teil der Arbeit relevant, die nötig ist, um einen unter Umständen vorhandenen Höhenunterschied zwischen Start und Ziel zu überwinden. (Und wenn Du darauf bestehst, dass die Erde kugelähnlich ist, dann ersetzt Du hier die Höhe durch den Abstand zum Schwerpunkt der Erde. Und natürlich ist das auch nicht wirklich proportional dazu, da ja die Schwerkraft von der Höhe abhängt. Das ist aber für das Argument irrelevant.) Dieser ist üblicherweise nahe bei Null und kann sogar negativ sein. Das ist nicht der Teil, der hier interessiert. Der interessante Teil hängt mit den Eigenarten menschlicher Fortbewegung zusammen und ist nicht durch ein pauschales physikalisches Argument zu erledigen. In der Tat gibt es ja Ergebnisse (auch wenn diese anderswo in Frage gestellt wurden), die sagen, dass die Abhängigkeit der Energie pro Strecke von der Geschwindigkeit fürs Laufen deutlich anders ist als fürs Gehen.

Gruß

Carsten

CarstenS hat geschrieben: Willst Du die Kugel hingegen um einen Meter in der Ebene bewegen, so spielt die Gewichtskraft dabei direkt überhaupt keine Rolle, da sie eben senkrecht zur Bewegungsrichtung wirkt. Dass die nötige Arbeit/Energie dabei viel geringer ist, sagt ja auch die Erfahrung. Dass überhaupt welche benötigt wird, liegt alleine an dem Rollwiderstand.

Daran erinnere ich mich durchaus noch. Allerdings fällt es mir leichter, einen schlecht gelagerten Handwagen auf einem holprigen Waldweg voranzuschieben als einen optimal gelagerten Eisenbahnwaggon auf einem blanken Gleis. Auch das Gewicht scheint also eine Rolle zu spielen, indem es einen nicht unerheblichen Einfluß auf den Friktionswiderstand hat. Irgendwie läßt sich die senkrecht wirkende Schwerkraft also wohl auch in der Horizontalen nicht vernachlässigen.

Der interessante Teil hängt mit den Eigenarten menschlicher Fortbewegung zusammen und ist nicht durch ein pauschales physikalisches Argument zu erledigen.

Zugegeben. Aber ich war es ja auch gar nicht, der mit rein mechanischen Argumenten die Abhängigkeit von Lauftempo und Energieverbrauch pro km in die Diskussion eingeführt hat. Du hattest ja auf meinen Beitrag #13 hingewiesen. Der wiederum bezog sich auf #12, wo folgendes postuliert wurde:

Höheres Tempo erfordert mehr Energie pro Strecke, denn höheres Tempo erfordert mehr Energie.

Anders gesagt: v ~ E => v ~ E/s

(OK, Proportionalität wurde nicht ausdrücklich postuliert, wohl aber eine direkte Korrelation, und darauf kommt es mir hier an). Das finde ich nun wiederum gar nicht logisch.

Was jetzt den Energieverbrauch bei unterschiedlichen Lauftempi betrifft, habe ich ja gar nicht bestritten, daß die Mechanik nicht alle nötigen Antworten liefern kann. Aber auch das Gegenteil wurde hier bislang nicht schlüssig dargelegt. Genannt wurde z.B. eine Studie, die für Männer auf eine optimale Laufökonomie bei 4:30 min/km kam. Aber wer waren die Probanden? Alle aus derselben Leistungsklasse? Aus welcher? Oder querbeet? Wie sah der Versuchsaufbau aus? Wie wurde sichergestellt, daß die Ergebnisse Rückschlüsse auf das Tempo erlaubten und nicht eher z.B. auf die Laufökonomie? Und wie kommt es dann, daß manche Läufer es nicht schaffen, 4:30 zu laufen, und zwar nicht aus orthopädischen Gründen, sondern weil Atmung und Kreislauf dieses maximal energieeffiziente Tempo gar nicht hergeben?

Bleiben also noch jede Menge Fragen offen.

Die kinetische Energie, also die Energie, die in der Bewegung der Läufermasse gespeichert ist, ist auf der Langstrecke gegenüber der insgesamt umgesetzten Energie zu vernachlässigen.

Rechenbeispiel:
Wenn ich (Masse m = 70 kg) mit der Geschwindigkeit v = 3 m/s (= 10,8 km/h) laufe, dann steckt in meiner Bewegung die kinetische Energie E_kin = 0,5 * m * v^2 = 315 J = 75 cal = 0,075 kcal.

Bereits auf einem Kilometer (per Definition noch Mittelstrecke!) ist aber mein gesamter Energieumsatz nach der gebräuchlichen Faustformel
E_ges = (1 kcal / km * kg) * 1 km * 70 kg = 70 kcal.

Die kinetische Energie beläuft sich also nur auf rund ein Promille der Gesamtenergie. Und nachdem ich angehalten habe, ist auch dieses Promille in Wärme übergegangen .

Gruß
Martin

Gueng hat geschrieben:0,075 kcal

Gut. Das ist also die Energie, derer es bedarf, um Dich auf 3 m/s zu beschleunigen. Und wie hoch ist die Energie, die nötig ist, um diesen Zustand gegen alle Reibungs- und sonstigen Widerstände, Schwerkraft usw. über eine Strecke von 1 km aufrecht zu erhalten? Wir sind ja schließlich nicht irgendwo mitten im Weltraum.

aghamemnun hat geschrieben:Und wie hoch ist die Energie, die nötig ist, um diesen Zustand gegen alle Reibungs- und sonstigen Widerstände, Schwerkraft usw. über eine Strecke von 1 km aufrecht zu erhalten? Wir sind ja schließlich nicht irgendwo mitten im Weltraum.

Steht auch in meinem Beitrag: 70 kcal laut der (groben) Faustformel.

Mir fällt gerade auf, dass ich in diesem Jahr fast 160000 kcal durch Laufen verschleudert habe... Dafür muss man z.B. ca. 320 Big Macs verspeisen... Wir Läufer haben doch irgendwie alle einen Sprung in der Schüssel

Gueng hat geschrieben:Steht auch in meinem Beitrag: 70 kcal laut der (groben) Faustformel.

Da habe ich mich wohl mißverständlich ausgedrückt. Ich wollte gern wissen, inwiefern 1/2*m*v^2 etwas über die zum Laufen aufzuwendende Energie aussagt. Ich hatte Dich nämlich im Sinne des Themas so verstanden, daß die kinetische Energie der Läufermasse für diese Diskussion insofern relevant sei, als sich anhand der Formel zeigen ließe, daß - ähnlich wie ich Carsten verstehe - das Gewicht bzw. die Masse des Läufers für die verbrauchte Energie eigentlich gar keine bzw. eine gegenüber dem Tempo extrem untergeordnete Rolle spielt. Sollte ich Dich da mißverstanden haben, können wir die kinetische Energie im Prinzip sofort wieder vergessen.

Tut mir leid, daß ich als Laie so sehr auf diesen naturwissenschaftlichen Zusammenhängen herumreite. Aber hier werden ja ständig neue physikalische und mathematische Aspekte eingeworfen, um die (vielleicht ihrerseits etwas physiklastige) Vermutung zu widerlegen, die beim Laufen verbrauchte Energie pro Strecke sei nicht von Läufergewicht, sondern vorwiegend vom Tempo abhängig - und das wüßte ich dann doch gern so genau, daß ich es nachvollziehen kann.

Wollte nur das mal eben in den Raum werfen ...

hier mal ein Rechner.

Da kann man schön sehen, dass die Geschwindigkeit im Verhältnis zum Gewicht relativ wenig ausmacht.

z.B würde ich (90kg) laut Rechner bei

16 km in 2 Stunden mit 8km/h = 1440 Kcal und bei

16 km in 1 Stunde mit 16km/h = 1620 Kcal

verbrauchen... also für die doppelte Geschwindigkeit relativ wenig mehr verbrauchen (Jedoch steigt wenn ich mich gut erinnere das MET hinterher im Sprint auf bis zu 83 an)

aghamemnun hat geschrieben:Da habe ich mich wohl mißverständlich ausgedrückt. Ich wollte gern wissen, inwiefern 1/2*m*v^2 etwas über die zum Laufen aufzuwendende Energie aussagt. Ich hatte Dich nämlich im Sinne des Themas so verstanden, daß die kinetische Energie der Läufermasse für diese Diskussion insofern relevant sei, als sich anhand der Formel zeigen ließe, daß - ähnlich wie ich Carsten verstehe - das Gewicht bzw. die Masse des Läufers für die verbrauchte Energie eigentlich gar keine bzw. eine gegenüber dem Tempo extrem untergeordnete Rolle spielt. Sollte ich Dich da mißverstanden haben, können wir die kinetische Energie im Prinzip sofort wieder vergessen.

Die kinetische Energie - zumindest den Teil, der in der Schwerpunktsbewegung des Läufers steckt - sollten wir tatsächlich vernachlässigen.
Die Kraftentfaltung von Muskeln ist hochgradig dissipativ, d.h. Kräfte können nur unter Energieaufwand aufrecht erhalten werden, selbst dann, wenn sie nach außen hin keine mechanische Arbeit verrichten. Und wenn sie nach außen Arbeit verrichten, ist der Wirkungsgrad nur etwa 25% und damit z.B. einem modernen Verbrennungsmotor unterlegen. Diese 25%, die der Muskel in mechanische Arbeit verwandelt, werden dann durch äußere Reibung (z.B. Luftwiderstand, Reibung zwischen Haut und Kleidung, ...) und innere Reibung (z.B. Reibung der Gelenkflächen, Reibung der Sehnen an ihrem Gleitgewebe) in Wärme überführt. Da die durch Reibung umgesetzte Leistung mit der Geschwindigkeit steigt, gelingt es trotz ständigen Energieumsatzes nicht, den Körper über eine bestimmte Geschwindigkeit hinaus zu beschleunigen. Nach Erreichen der Dauergeschwindigkeit wird die gesamte Muskelleistung zur Aufrechterhaltung der Bewegung "verbraten".
Wie diese Muskelleistung im Detail von der Läufermasse und der Geschwindigkeit abhängt, wurde gemessen. Ob eine umfassende theoretische Modellierung gelungen ist, entzieht sich leider momentan meiner Kenntnis.

Gruß
Martin

Mit Dank an VeloC, die diesen Faden gestern verlinkte...

aghamemnun hat geschrieben:Was jetzt den Energieverbrauch bei unterschiedlichen Lauftempi betrifft, habe ich ja gar nicht bestritten, daß die Mechanik nicht alle nötigen Antworten liefern kann. Aber auch das Gegenteil wurde hier bislang nicht schlüssig dargelegt. Genannt wurde z.B. eine Studie, die für Männer auf eine optimale Laufökonomie bei 4:30 min/km kam. Aber wer waren die Probanden? Alle aus derselben Leistungsklasse? Aus welcher? Oder querbeet? Wie sah der Versuchsaufbau aus? Wie wurde sichergestellt, daß die Ergebnisse Rückschlüsse auf das Tempo erlaubten und nicht eher z.B. auf die Laufökonomie?

Dies ist mir in der Jahreswechselhektik entgangen. Die meisten Fragen werden (allerdings nicht sehr genau) im Artikel beantwortet, s. u.
Die Schlussfolgerung (" Männer [...] eine optimale Laufökonomie bei 4:30 min/km") ist aber nicht richtig, denn gemessen und diskutiert wurde nur der Energieverbrauch:

metabolic rate was monitored using a SensorMedics VMax 29c system. This system provides a breath by breath analysis of oxygen consumed and carbon dioxide produced in units of L/min. These values were converted to kcal using Weir's (1949) standard calculation.

The six runningspeeds were chosen by each participant from a series of options. The options were 2.0, 2.5, 2.7, 3.1, 3.6, 4.0, 4.5, or 4.9 ms−1. Each participant chose two speeds s/he considered ‘slow,’ two speeds s/he considered ‘comfortable,’ and two speeds which s/he considered ‘fast,’ but which they were still able to maintain aerobically (RQ < 1.0).

Gueng hat geschrieben:
Diese 25%, die der Muskel in mechanische Arbeit verwandelt, werden dann durch äußere Reibung (z.B. Luftwiderstand, Reibung zwischen Haut und Kleidung, ...) und innere Reibung (z.B. Reibung der Gelenkflächen, Reibung der Sehnen an ihrem Gleitgewebe) in Wärme überführt.

Hallo,
insgesamt ist die "berühmte" Formel nur eine grobe Schätzung, jede differenzierte mathematische Berechnung wird genauso ungenau sein, wie die Standardformel.
Jeder Mensch hat andere Grundparameter, sodass jedes Differenzieren die Sache nicht genauer macht, sondern nur komplizierter.
Allein der Luftwiderstand ist eine Komponente, welche grundsätzlich außer Acht gelassen werden muss, weil diese Variable nahezu unberechenbar ist. Aber diese Variable hat den größten Einfluss auf den Energieverbrauch, sodass eine Standardformel nur einen sehr begrenzten Anwendungsspielraum hat.
Wenn Usain Bolt locker dahertrabt mit 10 km/h, dann verbraucht er, um die Geschwindigkeit zu erreichen gegen den Luftwiderstand, nur ca. 10 Watt.
Wenn der besagte Usain Bolt seine Höchstgeschwindigkeit von ca. 45 km/h gegen den Luftwiderstand erreichen will, dann muss er dafür aber runde 950 Watt aufbringen.
Bei dieser Berechnung des Luftwiderstandes sind aber noch nicht einmal beeinflussende Parameter eingerechnet, wie flatternde Kleidung, Wind, Tempraturunterschiede etc.
Faktum ist einfach, dass alles andere als die Standardformel Unsinn ist, weil es kaum genauer wird.
Und diese Standardformel (E_ges = Kcal/(km * kg) * km * kg) wird auch nur Sinn machen bei Amateurlauftempo, ab welchem Lauftempo die Formel unsinnig wird bleibt dahingestellt.