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  1. #1
    Jäger der verlorenen Geschwindigkeit Avatar von JoelH
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    Standard Warum ermüdet man am Berg so schnell?

    Ich habe mal eine grundlegende Frage, eher wissenschaftlicher Natur.

    Ich habe hier in meiner Dorfrunde eine Stichstraße die zwar nur 200m lang ist, dafür aber >20% Steigung aufweist. Meine Bestzeit ist aktuell 80 Sek. für das Stückchen Weg. Das ist ein km-Schnitt von nur ca. 6:40 min/km (Flach schaffe ich die Strecke in der Hälfte der Zeit). Dennoch spüre ich auf diesem Stück schneller meine Beine absterben als bei irgendwas anderem und der Puls steigt ebenfalls hoch wie die Hitze in einem Schnellkochtopf. Und ich bin darüber etwas verwundert. Mal von der Effizienz meines Stils ab, ich könnte bergan kleinere Schritte machen und diese höher frequent.

    Warum versagen meine Werte bei dieser Stelle, bei diesem eigentlich ja langsamen Tempo so extrem schnell? Klar, man läuft gegen die Schwerkraft an, aber dass die so massiv ist überrascht mich dann doch, oder übersehe ich da noch eine Variable?

  2. #2

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    Im Flachen läufst du nur vorwärts. Jetzt musst du vorwärts und aufwärts laufen.

  3. #3

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    + die viel höhere muskuläre Belastung

  4. #4
    Jäger der verlorenen Geschwindigkeit Avatar von JoelH
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    @AchatSchnecke
    Das ist klar. Stand auch in meinem Posting.

    Aber wie stark ist die Kraft die mir entgegenwirkt wenn ich bergan laufe. Kann man das irgendwie in Zahlen ausdrücken.

    Es überrascht mich, dass diese so extrem hoch zu sein scheint. 100% langsamer bei doppelter Erschöpfung ist schon krass, zumal nur auf 200m!

    Und schreib jetzt nicht 9,807 m/s² . Das ist auch klar. Mich würde es interessieren ob es da eine Funktion gibt um den Kraftmehrbedarf auszurechnen. Was ist der limitierende Faktor bei dem ganzen Konstrukt?

    @fiveten
    Warum werden die so stark mehrbelastet?

  5. #5

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    weil die muskuläre Enervierung/Aktivierung eine komplett andere ist, wie das beim Laufen in der Ebene der Fall ist. Der Quadrizeps muss (untrainiert am Berg) Höchstleistung bringen, der Abdruck muss sich aufgrund der Höhenüberwindung ändern und erfordert deshalb mehr Kraft...etc, etc..

  6. #6
    Avatar von Steffen42
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    Was die Kollegen schreiben und wenn man sich die Rechnung* für die aufgewendete Leistung anschaut, dann wird das klarer.

    Annahme: 75kg Gewicht

    Berg: 6:40 min/km entspricht 80s für die 200m Strecke. Steigung 20% sind ungefähr 40hm. Ergibt eine Leistung von 545w.
    Flach: halbe Zeit = 40s, selbe Streckenlänge ergibt eine Leistung von 354w.

    Also trotz der fast doppelten Geschwindigkeit auf der flachen Strecke ist die Leistung am Berg mehr als 50% höher.

    * Hab es mir einfach gemacht und die Werte in folgenden Onlinerechner eingegeben. Keine Ahnung, ob der was taugt. War aber zu faul für einen eigenen Rechner. https://alancouzens.com/blog/Run_Power.html

  7. #7
    Avatar von Bernd79
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    Standard

    Auf deinen Körper wirkt die Gravitation, die dich zur Erde zieht. Selbige musst du überwinden, wenn du bergan läufst. In genauen Zahlen ausgedrückt wird das wohl schwierig, hängt von der Steigung ab.
    ________________________
    10 km - 37:36 (T - April 2019)
    HM - 1:30:41 (Sorger Halbmarathon/Graz - April 2018)
    M - 3:10:26 (Wien Marathon - April 2019)

  8. #8
    Es ist nichts scheißer als Platz vier. Avatar von hardlooper
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    Schade, dass CarstenS hier nicht mehr schreibt - der hätte Dir eine Formel an diie Hand gegeben.

    Der Wert 100%, den Du erwähnt hast, ist auf jeden Fall falsch .

    Knippi

    NB.
    Ich sehe gerade: wahrscheinlich ist Dir schon geholfen worden.

  9. #9

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    @Joel: Vielleicht ist das hilfreich für dich:

    https://www.greif.de/hoehenmeter-laufzeit-rechner.html
    PBs:
    1km: 4:27.3 min (T, 08.17)
    5km: 24:25 min (07.17)
    10 km: 49:46 min (07.17)
    15km: 1:20:xx h (09.17)
    HM 01:53:xx h (09.17)

    T = Im Training aufgestellte PB

  10. #10

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    Zitat Zitat von Titania_1987 Beitrag anzeigen
    @Joel: Vielleicht ist das hilfreich für dich:

    https://www.greif.de/hoehenmeter-laufzeit-rechner.html
    Hast Du seine Frage gelesen?

    Es geht nicht darum, was zu was äquivalent ist, sondern warum es so überraschend viel schwerer ist am Berg. Steffen hat das ja ganz anschaulich gemacht.

  11. #11

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    Sich das Verhältnis anzuschauen, mag vielleicht auch helfen, zu verstehen.

    Ansonsten nimm mal einen Baldrian ein…
    PBs:
    1km: 4:27.3 min (T, 08.17)
    5km: 24:25 min (07.17)
    10 km: 49:46 min (07.17)
    15km: 1:20:xx h (09.17)
    HM 01:53:xx h (09.17)

    T = Im Training aufgestellte PB

  12. #12

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    Ich denke es ist eine Kombination der folgenden beiden Faktoren:
    1. starke Steigung (hohe Knieposition beim aufsetzten -> "brennende Oberschenkel") - Ungewohnte Belastungen bzw. Belastung andere Muskelgruppen
    2. Lageenergie: Du steigts in 80s etwa 40HM -> 0,5m/s welches etwa 5 Watt Leistung pro kg Körpergewicht entspricht - was nicht gerade wenig ist (vgl. den o.g. Rechner von Steffen42)

  13. #13
    Jäger der verlorenen Geschwindigkeit Avatar von JoelH
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    Zitat Zitat von Steffen42 Beitrag anzeigen
    Annahme: 75kg Gewicht

    Berg: 6:40 min/km entspricht 80s für die 200m Strecke. Steigung 20% sind ungefähr 40hm. Ergibt eine Leistung von 545w.
    Flach: halbe Zeit = 40s, selbe Streckenlänge ergibt eine Leistung von 354w.

    Also trotz der fast doppelten Geschwindigkeit auf der flachen Strecke ist die Leistung am Berg mehr als 50% höher.

    * Hab es mir einfach gemacht und die Werte in folgenden Onlinerechner eingegeben. Keine Ahnung, ob der was taugt. War aber zu faul für einen eigenen Rechner. https://alancouzens.com/blog/Run_Power.html
    Perfekt, sowas habe ich gesucht. Wow, da bin ich im flachen aber echt noch nicht an meinem Limit, interessant, da geht also noch was

    Zitat Zitat von fiveten Beitrag anzeigen
    weil die muskuläre Enervierung/Aktivierung eine komplett andere ist, wie das beim Laufen in der Ebene der Fall ist. Der Quadrizeps muss (untrainiert am Berg) Höchstleistung bringen, der Abdruck muss sich aufgrund der Höhenüberwindung ändern und erfordert deshalb mehr Kraft...etc, etc..
    Das finde ich interessant, denn so groß ist der Unterschied "gefühlt" ja eigentlich nicht. 20cm bei einer Schrittlänge von 1m, Wenn man davon ausgeht, dass man etwas Höhe ja sowieso macht und einfach nur früher aufkommt, hätte ich nicht gedacht, dass da ganz andere Muskelpartien eine Rolle spielen.

    Zitat Zitat von Titania_1987 Beitrag anzeigen
    @Joel: Vielleicht ist das hilfreich für dich:

    https://www.greif.de/hoehenmeter-laufzeit-rechner.html
    Den kannte ich schon, aber der konnte mir nicht wirklich die Frage beantworten. Der verlinkte von Steffen trifft es eigentlich sehr genau.

  14. #14
    Avatar von Catch-22
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    Interessant finde ich in dem Zusammenhang auch diese Seite Laufzeitprognose auf profilierten Strecken
    Dort geht es zwar auch hauptsächlich um die Prognose, aber es wird auch anhand des Energieverbrauchs erklärt warum man bei Steigung langsamer ist.

  15. #15
    Avatar von Antracis
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    Letztlich gehts beim Laufen vor allem um Überwinden der Schwerkraft. Das sich das Schwieriger gestaltet, wenn es bergauf geht spiegelt sich im Alltag z.B. darin, dass wir Rolltreppen und Fahrstühle haben, aber für vergleichbare Wegstrecken in einer Ebene halt gehen.

    Sorry, aber die wirkliche Faszination dieses Phänomens erschließt sich mir im Zusammenhang mit Laufen nicht.

    Dass es z.b viel viel schwerer ist, auf eine Kiste rauf zu springen als runter, ist letztlich der gleiche Grund. Beim Bergauflaufen sind die Kraftvektoren zwar weniger übersichtlich und die Reibung spielt eine etwas größere Rolle, aber das Prinzip ist das selbe. Gerade aus gehts halt darum, den Körperschwerpunkt um wenige cm zu bewegen und bergauf um ein Vielfaches davon. Dass das vielfach anstrengender ist, ist doch logisch.

  16. #16
    Jäger der verlorenen Geschwindigkeit Avatar von JoelH
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    Zitat Zitat von Antracis Beitrag anzeigen
    Sorry, aber die wirkliche Faszination dieses Phänomens erschließt sich mir im Zusammenhang mit Laufen nicht.
    Mich überraschte eher der Umstand dass es massiv schwerer ist. Nicht das es überhaupt schwerer ist. Denn das ist logisch. Die Wattzahlen, die Steffen anbringt, demonstrieren das ja eindrucksvoll.

    Aber

    Zitat Zitat von Antracis Beitrag anzeigen
    Dass es z.b viel viel schwerer ist, auf eine Kiste rauf zu springen als runter, ist letztlich der gleiche Grund.
    das ist beim Laufen mitunter nicht immer so. Besagte Gasse laufe ich dennoch schneller hinauf als hinunter, da es zum Teil so steil ist, dass ich einen Großteil nur gehend bergab komme. Denn ansonsten würde ich mir total die Knie zerschießen, das ist es mir aber nicht wert. Aber wie du schon schriebst, Rolltreppen gibts ja auch bergab



    PS: Berufstechnisch habe ich viel mit Formeln zu tun, da bin ich affin für. Andere halten das sicher für uninteressant, ich dagegen sehe in Statistiken durchaus auch ästhetisches.

  17. #17

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    Höhere Intensität. (Grundlagen der Trainingslehre)

  18. #18
    Avatar von alcano
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    Einfache Annahme: Schrittlänge = 1 m, Schwerpunkthub ("Sprunghöhe") d = 10 cm, Masse m = 70 kg, Schrittfrequenz f = 180/min = 3/s

    Da rein physikalisch gesehen bei der horizontalen Bewegung keine Arbeit verrichtet wird (Reibungskräfte und Luftwiderstand berücksichtigen wir jetzt einfach mal nicht):
    Leistungsoutput (ca. 20% des Input) P = Masse * Erdbeschleunigung * Schrittfrequenz * Schwerpunkthub = m*g*f*d

    Flach: PF = 70 kg * 9.81 m/s² * 3/s * 0.1 m = 206 W

    Wenn du bei 20% Steigung mit der gleichen Schrittfrequenz die gleiche Strecke in der doppelten Zeit zurücklegst sind deine Schritte demzufolge halb so lang (0.5m), somit musst du pro Schritt 10 cm zusätzliche Höhe überwinden. Nehmen wir der Einfachheit weiters an, dass du die Hälfte des "normalen" Schwerpunkthubs von 10 cm verwenden kannst, um die zusätzliche Höhe zu überwinden (du springst ja nicht um die komplette zu überwindende Höhe höher ab, wenn du bergauf läufst*). Damit wären wir bei d = 15 cm. Einsetzen in obige Gleichung:

    Berg: PB = 70 kg * 9.81 m/s² * 3/s * 0.15 m = 309 W

    Das passt dann vom Verhältnis auch zu dem, was der von Steffen verlinkte Rechner ausgespuckt hat.

    Was zusätzlich auch noch eine (wenngleich vermutlich eher kleine) Rolle spielt: beim Laufen am Berg hat man eine deutlich längere Bodenkontaktzeit, was wiederum dafür sorgt, dass man weniger Energie durch den Dehungsverkürzungszyklus "geschenkt" bekommt.


    edit: *Wie beim Bergauflaufen die genaue Kurve der Bewegung (bezüglich "Nutzung" der Absprunghöhe für Höhengewinn) aussieht weiß ich ehrlich gesagt nicht. Diese Annahme ist daher wirklich nicht mehr als eine Schätzung meinerseits.
    Zuletzt überarbeitet von alcano (29.11.2017 um 14:04 Uhr)

  19. #19
    Pfützen machen glücklich! Avatar von dicke_Wade
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    Find ich nich schlecht die Berechnungen Auch wenn mir das "Phänomen", dass es Bergauf ungleich schwerer geht als man annimmt, schon lange bekannt ist, so hab ich mir die Frage so wie Joel noch nicht gestellt. Er hats getan und ich find die Leistungsberechnung prima.

    Was eventuell noch hinzukommt, und sicher viel schwerer in eine Formel unterzubringen sein könnte, wäre die Speicherung von Energie in Wade und Achillessehne, die man beim Abdruck in der Ebene nutzen kann. Auch dieses Hilfsmittel entfällt beim Bergauflaufen.

    Gruss Tommi


    "Unser Denken bestimmt unsere Wahrnehmung und unser Verhalten. Wenn wir uns nur auf das konzentrieren, was uns missfällt, werden wir auch viel Schlechtes sehen, dementsprechend über die Welt denken und unser Verhalten danach ausrichten. Menschen, die sich auf das Schöne konzentrieren, sind folglich zweifelsfrei glücklicher."

    Thorsten Havener

  20. #20
    Avatar von Steffen42
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    Ich finde das Thema auch spannend (sonst hätte ich mich auch nicht beteiligt).

    Um die Werte mal bisschen zu relativieren: wenn wir von halber Steigung ausgehen, sind die Unterschiede zwischen flach und doppelt so schnell und bergig halb so schnell kaum mehr vorhanden (beides um die 350w).

    20% Steigung ist schon ein ziemliches Brett, da rennen wenige lange hoch. Wir haben bei uns einen Landschaftslauf, da ist ein Teilstück mit ungefähr der Steigung aber vielleicht nur so 70m Länge, da gehen die meisten bereits.

  21. #21

  22. #22
    hat sich stets bemüht Avatar von RunningPotatoe
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    Schöne Grüße von meiner Achillessehne.

  23. #23
    Avatar von Tvaellen
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    Zitat Zitat von JoelH Beitrag anzeigen
    Ich habe mal eine grundlegende Frage, eher wissenschaftlicher Natur.

    Ich habe hier in meiner Dorfrunde eine Stichstraße die zwar nur 200m lang ist, dafür aber >20% Steigung aufweist. Meine Bestzeit ist aktuell 80 Sek. für das Stückchen Weg. Das ist ein km-Schnitt von nur ca. 6:40 min/km (Flach schaffe ich die Strecke in der Hälfte der Zeit). Dennoch spüre ich auf diesem Stück schneller meine Beine absterben als bei irgendwas anderem und der Puls steigt ebenfalls hoch wie die Hitze in einem Schnellkochtopf. Und ich bin darüber etwas verwundert. Mal von der Effizienz meines Stils ab, ich könnte bergan kleinere Schritte machen und diese höher frequent.

    Warum versagen meine Werte bei dieser Stelle, bei diesem eigentlich ja langsamen Tempo so extrem schnell? Klar, man läuft gegen die Schwerkraft an, aber dass die so massiv ist überrascht mich dann doch, oder übersehe ich da noch eine Variable?
    Klassische Physik das Gesetz der schiefen Ebene.
    Du musst viel mehr Kraft aufbringen, wenn alpha eben nicht Null oder nahezu Null ist, sondern 10 oder gar 20 Grad hat. Dann musst du nämlich die Hangabtriebskraft überwinden bevor du überhaupt irgendeine Geschwindigkeit erzielst.
    https://www.grund-wissen.de/physik/m...efe-ebene.html

  24. #24
    Avatar von wsabg
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    Setz Dich in Dein Auto, Tempomat auf 50 km/h, Bordcomputer auf "aktuellen Spritverbrauch" und fahr dann von der Ebene eine 20%ige Steigung hoch.
    Naaaa, gleicher Spritverbrauch oder ein bisserl mehr? ;)
    wsabg.de
    fitter - further - faster
    12-h-Lauf: 80,445 km (Iserlohn 2015) - 6-h-Lauf: 65,4 km (Münster 2016) - 50k: 4:16:18 (Rodgau Ultra 2015)
    M: 3:21:36 (Düsseldorf 2014) - HM: 1:34:11 (Dortmund 2013)
    Deutscher Staffel-Meister 24-Stunden-Trailrunning (TRA) 2015 und 2016 (www.traildorado.com)
    TorTour de Ruhr 2016 - Bambinilauf über 100 km - 9:57 Stunden

  25. #25
    Jäger der verlorenen Geschwindigkeit Avatar von JoelH
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    Zitat Zitat von wsabg Beitrag anzeigen
    Setz Dich in Dein Auto, Tempomat auf 50 km/h, Bordcomputer auf "aktuellen Spritverbrauch" und fahr dann von der Ebene eine 20%ige Steigung hoch.
    Naaaa, gleicher Spritverbrauch oder ein bisserl mehr? ;)
    Und inwiefern beantwortet das die Frage nach dem Warum?

    Klugscheissen kann nicht jeder. Hahaha.

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