Fragen zur mechanischen Arbeit beim Laufen

hej, jetzt habe ich ein paar physikalische Fragen: Beim Laufen mit konstanter Geschwindigkeit auf ebener Strecke muss neben Reibungsarbeit vor allem Hubarbeit verrichtet werden, weil Körperschwerpunkt, Arme und Beine bei jedem Schritt leicht angehoben werden. Kennt jemand die Größenordnung für diese Arbeit und deren Anteil am gesamten Energieumsatz beim Laufen? Noch besser wäre, wenn man das für verschiedene Laufstile und Geschwindigkeiten vergleichen könnte.
trw

Klausi, ATP bist Du es schon wieder?

Heute ist Vollmond!


gruss hennes

wither hat geschrieben:hej, jetzt habe ich ein paar physikalische Fragen: Beim Laufen mit konstanter Geschwindigkeit auf ebener Strecke muss neben Reibungsarbeit vor allem Hubarbeit verrichtet werden, weil Körperschwerpunkt, Arme und Beine bei jedem Schritt leicht angehoben werden. Kennt jemand die Größenordnung für diese Arbeit und deren Anteil am gesamten Energieumsatz beim Laufen? Noch besser wäre, wenn man das für verschiedene Laufstile und Geschwindigkeiten vergleichen könnte.
trw

WAS SOLL DAS?

Du bist doch gar nicht ernsthaft an einer Beantwortung deiner Fragen interessiert, sondern nur daran darüber (pseudo) fachsimpeln zu können. Eine simple google/Literaturrecherche könnte diese alle beantworten (aber wie schon gesagt scheint es dir darum überhaupt nicht zu gehen). Mich stört an deinen Threads irgendwie, daß Du sämtliche Themen abstrakt ohne Praxisbezug diskutierst. Du willst Dinge wissen oder verstehen ohne aus den möglichen Erkenntnissen eine Nutzen oder irgendwelche Konsequenzen ziehen zu können/wollen.

war mein letzter Post zu diesen Theads, die Physik-Nerd community kann also aufatmen

RennFuchs hat geschrieben: Du willst Dinge wissen oder verstehen ohne aus den möglichen Erkenntnissen eine Nutzen oder irgendwelche Konsequenzen ziehen zu können/wollen.

Wie kommst du darauf? Was macht dich so sicher bei dieser Behauptung?

wither hat geschrieben:Wie kommst du darauf? Was macht dich so sicher bei dieser Behauptung?

Es geht dir nur um Zahlen, um Größenordnungen- wo ist da der Bezug zum Laufen? Der Mensch ist keine Maschine, wir haben mit unterschiedlichen Bedingungen zu tun, mit Steigungen, mit Temperaturunterschieden, mit Wind, mit körperlichen Befindlichkeiten, mit unterschiedlich schweren Schuhen ... wir laufen nicht im Vakuum.

Ich sehe da nix, was mit dem Laufen zu tun hat. Du könntest auch berechnen, wieviel Energie Frau Holle bei der Arbeit Bettenausschütteln verbraucht- und die Pechmarie wird da ganz andere Werte haben.

hm ...

Ist doch fast nicht schwer: Hubarbeit W = m * g * h ...

Arbeit bei konstanter Geschwindigkeit: 0 J

Fehlt nur noch die Bestimmung der Reibungsarbeit ... Müsstest den Haftreibungskoeffizienten deiner Laufschuhe bestimmen ;-)

Gruß
André

wither hat geschrieben:Wie kommst du darauf? Was macht dich so sicher bei dieser Behauptung?

Du hast hier bisher vier Threads eröffnet:
2x zum Thema "Knobeln"
1x zum Thema "lustiger Bierdeckel"
1x zum Thema "mechanische Arbeit"

Ich bin in diesem Forum aktiv, weil Laufen und Ausdauersport eines meiner Hobbys ist.
weshalb ich mich hier mit Gleichgesinnten austauschen kann.

Was ist dein Hobby?

......solche Probleme hätte ich auch mal gern

Nun ja... Mechanische (oder Biomechanische) Arbeit ist schon interessant, wenn man sich mit Laufen sehr genauer auseinander setzt. Das hilft uns zwar nicht schneller oder weiter zu laufen, kann aber helfen die Vorgänge im Körper besser zu verstehen.

Ich warte erst mal ab, wie sich das hier entwickelt.

Hennes hat geschrieben:Klausi, ATP bist Du es schon wieder?

Nee, Klausi ist zum Glück wieder dahein.

steffenlauf hat geschrieben:Nee, Klausi ist zum Glück wieder dahein.

Da bist du aber nicht auf dem aktuellen Stand.
Am 17. Juni gab es eine weitere Metamorphose.

- - -

Wither, ich habe deine pers. Nachricht gelesen.
Ich antworte dir lieber im öffentlichen Teil des Forums.

Selbstverständlich darfst jeder Threads zu den Themen eröffnen, die ihm interessieren.
Aber, das ist ein Forum in dem es zuerst um das Thema Laufen gehen sollte.

Du bist seit dem 19. Juni in diesem Forum aktiv. Seit dem hast du 4 Threads eröffnet, die nur am Rande mit laufen zu tun haben. Das nervt.

Mache doch im OffTopic-Bereich einen Knobel-Thread auf. Dort kannst du dann in zeitlichen Abständen eine neue Frage stellen. Hin- und Wieder kann so eine Aufgabe ganz nett sein.

Wenn du aber alle zwei Tage einen neuen Thread zu solchen Themen eröffnen willst, dann solltest du dir ein Forum für Denksportler und Knobelfans suchen.


Gruß
Michael

Das Problem ist sehr komplex, alles zu erfassen (von Reibung im Körper bis hin zu Muskelspannung) dürfte weder möglich noch nötig sein.

Vereinfacht könnte man als erstes die bereits angesprochene Hubarbeit bzw. Beschleunigungsarbeit betrachten.
Ohne Vorwärtsbewegung, also einfach auf der Stelle hüpfend, bei einer Frequenz von 3Hz (entspricht 180 Schritte pro Minute) und einer Aufwärtsbewgung Smax von 0,1m würde von einem 80kg schweren Läufer pro Stunde die Energie von 847,6kJoule verbraucht werden. Das sind in etwa 202,5kCal. Bei einem angenommenen Wirkungsgrad des menschlichen Körpers von 4,5( ) sind das also 911,6kCal, die verbrannt werden.

Fazit: Die 10cm Aufwärtsbewegung sind wahrscheinlich etwas hoch gewählt, effiziente Läufer haben da bestimmt geringere Werte. Das muss so sein, denn es kommen in der Realität noch einige andere "Energieverbraucher" dazu, wie z.B. die abwechselnde Vorwärtsbewegung der Beine und der Luftwiderstand, diverse Reibungseffekt usw. usf.

Edit: Was ATP gerade macht hin oder her, ich fände die Diskussion interessant.

pop hat geschrieben:Das Problem ist sehr komplex, alles zu erfassen (von Reibung im Körper bis hin zu Muskelspannung) dürfte weder möglich noch nötig sein.
...Das sind in etwa 202,5kCal. Bei einem angenommenen Wirkungsgrad des menschlichen Körpers von 4,5( ) sind das also 911,6kCal, die verbrannt werden.
...denn es kommen in der Realität noch einige andere "Energieverbraucher" dazu, wie z.B. die abwechselnde Vorwärtsbewegung der Beine und der Luftwiderstand, diverse Reibungseffekt usw. usf.

Wither fragt hier zwar nach der erbrachten Arbeit bei verschiedenen Laufstilen.
Aber läuft diese Frage nicht auf das altbekannte "wie viele Kalorien verbraucht man bei einer Stunde Joggen/Laufen/Walken" usw. hinaus? Oder kurz gesagt: "was ist der ökonomischste Laufstil?".

Den exakten Verbrauch berechnen zu wollen (sei es in Kalorien oder Watt) halte ich für Unfug.
Dazu müsste man alle Parameter (Untergrund, Muskulatur, Knochenbau, Gewicht der Schuhe, Umgebungstemperatur, Vorfuß-, Fersenläufer, usw. usw.) erfassen.

Wither, google doch mal nach der Chaos-Theorie.


Gute Nacht
Michael

M.E.D. hat geschrieben: Den exakten Verbrauch berechnen zu wollen (sei es in Kalorien oder Watt) halte ich für Unfug.
Dazu müsste man alle Parameter (Untergrund, Muskulatur, Knochenbau, Gewicht der Schuhe, Umgebungstemperatur, Vorfuß-, Fersenläufer, usw. usw.) erfassen.

Das selbe habe ich ja bereits erwähnt. Allerdings kann man versuchen die relevantesten Punkte herauszufischen. Der Rest wird dann extrapoliert, so nennen wir Phyikdödel Besch***en

Interessieren würde mich zu dem Thema übrigens noch, ob jemand weiß, wie viele Kalorien Herz und Lunge verbrauchen. Könnte auch ein nicht unerheblicher Teil sein.

pop hat geschrieben:
(...)

Fazit: Die 10cm Aufwärtsbewegung sind wahrscheinlich etwas hoch gewählt, effiziente Läufer haben da bestimmt geringere Werte. Das muss so sein, denn es kommen in der Realität noch einige andere "Energieverbraucher" dazu, wie z.B. die abwechselnde Vorwärtsbewegung der Beine und der Luftwiderstand, diverse Reibungseffekt usw. usf.

Edit: Was ATP gerade macht hin oder her, ich fände die Diskussion interessant.

Hallo,
die Sache ist insgesamt nicht wirklich schwer zu beurteilen, wir Menschen beschleunigen uns bei jedem Schritt in einen Ellipsenfug.
Folglich ist ein Abstoßwinkel von 45° das Optimum, jede Abweichung ist eine Verschlechterung.
Und sicherlich haben Spitzenläufer einen insgesamten Hub, begründet auf die Tatsache, dass der Körper eine Fugkurve beschreibt. Aber Faktum dabei ist, dass jede Bewegung auf der Flugbahn keine Kraft kostet.
Entscheidend ist aber der erste Bodenkontakt, wenn die kinetische Energie abgefangen werden muss.
Wie effektiv leitet der Läufer diese Energie um, wie effektiv positioniert der Läufer in der Flugphase seine Extremitäten, sodass diese energiesparend beschleunigt werden können.
Das zu berechnen ist mehr als aufwendig, vielleicht sogar nahezu unmöglich, mit einer Spiro das zu vermessen ist viel simpler und zudem genauer.

Aber wozu das Ganze?

Dennoch viel Erfolg beim Rechnen!

Weil damit nicht hinlänglich die Effizienzfrage geklärt ist. Zwei gleich schwere Läufer mögen bei einer Spiro bei unterschiedlichen Tempi gleich viel Sauerstoff umsetzen bzw. Joule verbrauchen, aber liegt das nur am Absprungwinkel? Wohl eher nicht.

Natürlich ist das graue Theorie, und man könnte berechtigter Weise anmerken: Weniger Grübeln, mehr Laufen. Aber gerannt bin ich heut schon genug

Es ist fast zum Verzweifeln mit den Menschen (mich eingeschlossen).
Aber, so sind sie nun mal.

Einer stellt eine Frage.
Andere interessiert die Antwort überhaupt nicht, antworten aber trotzdem. Nehmen sich auch noch zum Maßstab Aller und meinen, die Anderen belehren zu müssen, dass die Frage Blödsinn ist und keinen zu interessieren hat.

Ich finde die Frage sehr interessant, sehr viel interessanter als die fünftausendste Frage nach der richtigen Dämpfung sogenannter Laufschuhe.
Zu einer endgültigen Antwort werden wir hier naturgemäß nicht kommen, aber der Weg (die Diskussion) kann ja schon ein Ziel sein.
Ich bin gespannt.

Ich nicht

BadGirl hat geschrieben:......solche Probleme hätte ich auch mal gern

pop hat geschrieben:Weil damit nicht hinlänglich die Effizienzfrage geklärt ist. Zwei gleich schwere Läufer mögen bei einer Spiro bei unterschiedlichen Tempi gleich viel Sauerstoff umsetzen bzw. Joule verbrauchen, aber liegt das nur am Absprungwinkel? Wohl eher nicht.

Natürlich ist das graue Theorie, und man könnte berechtigter Weise anmerken: Weniger Grübeln, mehr Laufen. Aber gerannt bin ich heut schon genug

Hallo,
warum zweifelst du an physikalischen Grundlagen?
Leider muss man feststellen, dass es niemals zwei identische Läufer gibt, also macht jede Rechnerei nicht wirklich Sinn, außer man kreiert z.B. neue Schuhe.

Aber wer kreiert hier im Forum neue Schuhe?

Maxwell the Fast hat geschrieben:Hallo,
warum zweifelst du an physikalischen Grundlagen?
Leider muss man feststellen, dass es niemals zwei identische Läufer gibt, also macht jede Rechnerei nicht wirklich Sinn, außer man kreiert z.B. neue Schuhe.

Aber wer kreiert hier im Forum neue Schuhe?

Woran zweifle ich denn bitte? Bzw. wie kommst du zu deiner apodiktischen Behauptung?

pop hat geschrieben:... 10cm Aufwärtsbewegung sind wahrscheinlich etwas hoch gewählt, effiziente Läufer haben da bestimmt geringere Werte....

Bei jeder Bewegungsanalyse messe ich genau diesen Parameter, denn er sagt viel aus über die Effizienz des Laufstils.
Unter 10 cm bleiben nur ganz wenige, die meisten Hobby- und Freizeit-Läufer sind bei 15 - 20 cm.
Und je dicker die Schuhe gedämpft sind, umso mehr wird gehüpft!
Vorfußläufer zeigen mehr Auf-und-Ab-Bewegung als Fersenläufer, was den Vorfußlauf also für lange Strecken ungünstiger erscheinen lässt, wenn man den Energieverbrauch betrachtet.

MfF
Roland

GastRoland hat geschrieben:Bei jeder Bewegungsanalyse messe ich genau diesen Parameter, denn er sagt viel aus über die Effizienz des Laufstils.
Unter 10 cm bleiben nur ganz wenige, die meisten Hobby- und Freizeit-Läufer sind bei 15 - 20 cm.
Und je dicker die Schuhe gedämpft sind, umso mehr wird gehüpft!
Vorfußläufer zeigen mehr Auf-und-Ab-Bewegung als Fersenläufer, was den Vorfußlauf also für lange Strecken ungünstiger erscheinen lässt, wenn man den Energieverbrauch betrachtet.

MfF
Roland

Hallo,
ich habe noch mal die Parameter eines Lauftrainers nachgemessen, dieser meint, dass sein Laufstil nah am Optimum ist.
Einige kennen ihn vielleicht, auf der Bebilderung ist er ziemlich schnell, meine ca. 3:10 - 3:20.
Die Vermaßung ergab, dass der Läufer in der Sequenz einen Hub von 72mm hat bzw. hatte, also sehr wenig Hub.
Auch der Abstoßwinkel ist sehr nah am Optimum, nahe 45°, wobei ich mir nicht sicher bin, ob man das Maß so anlegen kann.
Ich habe den Winkel vom Bodenkontakt bis zum Verlassen des Bodens genommen, entscheidend sind die Gelenkpunkte.
Allerdings ist die Bildfrequenz mangelhaft, sodass zwischen den Bildern vermittelt werden muss.
Die Zeitdifferenz zwischen den Bildern, welche aufeinander folgen, beträgt 0,033 Sek. also 33 tausendstel Sekunden.
Wie der Lauftrainer selbst meint, der Laufstil ist sehr nah am Optimum, auch ich bin erstaunt.
Aber leider ist noch nichts gerechnet!