Cadans, kracht zetten en aanverwante zaken

[Roepers]

Op koude dagen met ijzige wind zoals we deze winter hebben gehad, is die warmte van binnenuit op een (lig)fiets geweldig. En dan kom je op het fietspad alleen maar mensen op scootertjes tegen. Ik dacht dan: "Hoe koud moet dat wel niet zijn!"

Groet,

Marco

[melle z]

Tja, de wet van behoud van energie is een natuurkundig principe :-)

Wellicht kun je mij ook uitleggen wat er al dan niet klopt van mijn redenatie?

[Frutsel]

Die wordt omgezet in warmte

Het lijkt mij dat het niet uitmaakt hoe bewegingsenergie van mens op fiets overgebracht wordt, de efficiëntie van de fiets is immers een gegeven (als je omgevingsfactoren als wisselend wegdek en wind even vergeet).* Ik kan me wel goed voorstellen dat het door de anatomie van het menselijk lichaam makkelijker is om kracht te zetten door met je voeten te duwen dan te trekken, maar dat zou betekenen dat je trekkend minder vermogen kunt leveren dan duwend, niet dat er bij trekken meer trapenergie in warmte wordt omgezet. Ik begrijp dan ook niet hoe je door te duwen en te trekken tegelijk meer vermogen zou kunnen leveren dan alleen duwend. Ik ben bepaald geen natuurkundige en mijn kennis van biomechanica en sportfysiologie is ook erg beperkt, dus wellicht maak ik een denkfout?

*Daarom zijn gecombineerde trap/ handbikes ook geen succes, de beperking zit in het vermogen dat een berijder kan leveren. Gezonde benen kunnen dat vermogen prima alleen op de fiets overbrengen en dubbele aandrijving (onderdeel van de machine dus) vreet efficiëntie.

Als je 100 Newton duwt, en 50 Newton trekt, dan is dat samen 150 Newton kracht. Tijdens het trappen beweeg je (als het goed is) het 'trekkende' been al zodanig mee dat er in ieder ieder geval geen tegendruk op de trapper komt (Dit gaat met plaatjes beter dan zonder). Als je hier dus iets meer mee doet, dan kan je toe met minder kracht uitoefenen met je duwende been om dezelfde kracht uit te oefenen. Aangezien duwen en trekken gedaan wordt door verschillende spiergroepen is het efficienter om deze te combineren. Hierdoor vraag je minder van de ene groep, en laat je de andere groep, die anders geen bijdrage levert ook wat doen.

Deze spieren moet je wel redelijk bewust trainen, want normaal gesproken hoeven ze niet zoveel te doen. Met lopen bijvoorbeel hoeven ze alleen je been op te tillen, tegenover de andere kant, die je hele lijf moet tillen

[melle z]

Aangezien duwen en trekken gedaan wordt door verschillende spiergroepen is het efficienter om deze te combineren. Hierdoor vraag je minder van de ene groep, en laat je de andere groep, die anders geen bijdrage levert ook wat doen.

Dat klinkt op het eerste gezicht aannemelijk, maar toch kan ik het mij moeilijk voorstellen. Ik zou dus denken dat de totale kracht die je kunt leveren niet beperkt wordt door de spieren in je duwende been, maar door je longen etc. Geen tegendruk leveren is overigens niet hetzelfde als trekken lijkt mij.

[Niels van der Wal]

Aangezien duwen en trekken gedaan wordt door verschillende spiergroepen is het efficienter om deze te combineren. Hierdoor vraag je minder van de ene groep, en laat je de andere groep, die anders geen bijdrage levert ook wat doen.

melle z:
Dat klinkt op het eerste gezicht aannemelijk, maar toch kan ik het mij moeilijk voorstellen.
Het gaat om kracht zetten per been: met het ene been duw je, met het andere been trek je. (Je kan dit tegelijk in een been; body builders doen dit; het ziet er indrukwekkend uit en ze blijven op de zelfde plek. Ontspannen ze een spiergroep, dan is er beweging en dan gaan ze lopen.)

 Ik zou dus denken dat de totale kracht die je kunt leveren niet beperkt wordt door de spieren in je duwende been, maar door je longen etc. 
Ook; kracht leveren om te trappen is een holistisch gebeuren. Ook de aanvoer van zuurstof en de afvoer van koolzuur speelt een rol, eveneens de aanvoer van suikers, wat je eet en wat je gegeten hebt.

Geen tegendruk leveren is overigens niet hetzelfde als trekken lijkt mij.
Klopt; dit niet doen is de basis van yoga en de kern van oosterse vechtsporten, maar nu dwaal ik af.



Niels, ontspan, van der Wal

[melle z]

Het gaat om kracht zetten per been: met het ene been duw je, met het andere been trek je.

Ja, ik begrijp dat dat het idee is, maar ik kan me dus niet voorstellen dat je zo meer kracht kunt leveren dan alleen duwend, omdat de beperking van wat je kunt leveren naar ik denk niet in je benen zit. Nogmaals, ik kan ernaast zitten en ik probeer te begrijpen waar ik het eventueel mis heb. Met het woord 'holistisch' kan ik persoonlijk niet zoveel, volgens mij is dit gewoon biomechanica.

[Frutsel]

Aangezien duwen en trekken gedaan wordt door verschillende spiergroepen is het efficienter om deze te combineren. Hierdoor vraag je minder van de ene groep, en laat je de andere groep, die anders geen bijdrage levert ook wat doen.

Dat klinkt op het eerste gezicht aannemelijk, maar toch kan ik het mij moeilijk voorstellen. Ik zou dus denken dat de totale kracht die je kunt leveren niet beperkt wordt door de spieren in je duwende been, maar door je longen etc. Geen tegendruk leveren is overigens niet hetzelfde als trekken lijkt mij.

Kracht komt uit je spieren. Hoe lang je die kracht kan uitoefenen ligt aan je uithoudingsvermogen, oftewel je hart/long conditie. Kracht zetten kost energie, die wordt opgewekt door suikers te verbranden, en daar heb je weer zuurstof voor nodig, en het afval moet afgevoerd worden
Maar zoals Niels al zegt: Het is een samenwerking van het gehele lichaam.

Maar ga ervan uit dat je meer zuurstof op kan nemen/afval afvoeren dan voor 1 spier(groep). Helaas moet die zuurstof naar die spieren toe vervoerd worden, maar omdat het geen simpel slangetje is, maar een heel netwerk wordt die zuurstof overal heen vervoerd, niet alleen waar het het hardst nodig is. De meeste zuurstof gaat de verkeerde kant op.
Hierdoor komt de actieve spier te kort (bij hevige inspanning), en 'verzuurt' (een afvalproduct is melkzuur, vandaar de naam).
Als je die spier nu minder intensief laat werken is de balans aan/afvoer beter te handhaven voor je lichaam.

Maar, omdat je bloedvaten een netwerk zijn kan je parallel aan die ene (duwende) spier, de trekkende spier gebruiken zonder dat je daarvoor resources onttrekt die anders naar de duwende spier waren gegaan. Als je conditie ruk is win je er niet veel vermogen mee, maar als je evenveel vermogen levert als normaal maakt het voor je hart/longsysteem niet uit, maar je spieren hebben minder te verduren (want de te leveren kracht wordt verdeeld over meer spieren).

Nog 1 dingetje: Meestal gebruik je duwen + trekken voor korte periodes (even hard wegrijden/versnellen). Je spieren kunnen een korte tijd zonder zuurstof werken. Hier heb je dus niet te maken met je hart/longsysteem als beperkende factor. Gewrichten en pezen blijven wel een beperkende factor.

[Niels van der Wal]

Het gaat om kracht zetten per been: met het ene been duw je, met het andere been trek je.

Ja, ik begrijp dat dat het idee is, maar ik kan me dus niet voorstellen dat je zo meer kracht kunt leveren dan alleen duwend, omdat de beperking van wat je kunt leveren naar ik denk niet in je benen zit. Nogmaals, ik kan ernaast zitten en ik probeer te begrijpen waar ik het eventueel mis heb. Met het woord 'holistisch' kan ik persoonlijk niet zoveel, volgens mij is dit gewoon biomechanica.

Voor jou zal misschien je longcapaciteit de beperking zijn, voor de ander is dit het vermogen wat de spieren kunnen leveren en voor weer een ander is dit het vermogen om zuurstof en energie aan te leveren (en afvalstoffen af te voeren). Dit bedoel ik met holistisch.

Als je longcapaciteit de beperking is: Voor mij was de begrenzing in sprinten of bij klimmen niet de kracht die ik kon leveren, maar het gevoel van ademtekort. Voor mij was het een Eye-opener toen ik las dat je ademimpuls niet gestuurd wordt door zuurstofschuld, maar gestuurd wordt door de hoeveelheid koolzuur in je bloed. Voor mij betekende dit dus niet meer focussen op inademen (zuurstof ophalen), maar focussen op uitademen (koolzuur lozen). Toen ik doorhad dat mijn ademnood kwam omdat ik mijn uitademen vertraagde (door hoorbaar en voelbaar uit te ademen) en dus focuste op zo ontspannen mogelijk uitademen, werd mijn begrenzing in wat ik aan vermogen kon leveren gesteld door mijn spieren.(Ik kon dus harder sprinten en beter klimmen).
Daarnaast heb je ook nog je vochtbalans, en snelle en trage suikers, etc. om geen hongerklop te krijgen. Er zitten overal grenzen.

Niels, relaxed, van der Wal

[Tijanus]

Het gaat om kracht zetten per been: met het ene been duw je, met het andere been trek je.

Ja, ik begrijp dat dat het idee is, maar ik kan me dus niet voorstellen dat je zo meer kracht kunt leveren dan alleen duwend, omdat de beperking van wat je kunt leveren naar ik denk niet in je benen zit. Nogmaals, ik kan ernaast zitten en ik probeer te begrijpen waar ik het eventueel mis heb. (...)

Volgens mij gebeurt hier een cruciale nuanceveschuiving:
De originele vraag was (als ik het goed begrepen heb) zuiver op lichamelijke energetische efficiëntie.

Als een soort bedrijfsuitje heb ik ooit op zo'n Elliptigo (voet & handfiets) rondgereden, en in het praatje vooraf beweerde meneer de Elliptigohandelaar ook doodleuk dat je een zwaardere cardiotraining kon doen op op een Elliptigo dan op een gewone fiets, want je gebruikt je armspieren ook. En ik dacht: Nee hoor, mijn beenspieren kunnen prima mijn cardiovasculaire systeem naar zijn limiet trekken, daar hebben mijn relatief magere armpjes helemaal niks aan toe te voegen. Maar, niet de juiste tijd, plaats of persoon om daar een zinnige discussie over aan te gaan, dus ga maar ongestoord verder met je instructie/verkooppraatje. ('Fietsen' op zo'n Elliptigo is best een keer grappig. Hard ga je uiteraard niet, want je staat vrijwel rechtop, maar over dat soort voertuigefficiëntie ging het even niet).

Wat voor beenspieren + armspieren geldt, kan ook prima voor 'duwspieren + trekspieren' gelden.
Als met alleen de duwspieren prima mijn cardiovasculaire limiet kan halen, is maar sterk de vraag of de energetische efficiëntie toeneemt als ik ook trekspieren inzet.

Stel, bij een persoon met een CP van 250W (de 'standaard gezonde volwassen man' van M5) wordt een belasting van 150W gevraagd.
Welk van de twee onderstaande scenario's zet dan het meest effciënt chemische energie (gegeten voedingsstoffen, en of dat vetten, suikers, eiwitten of ketonen zijn interesseert me even niet) om in mechanische energie:

Ofwel: De gehele 150 W geleverd door de duwspieren (waarbij die makkelijk 250 W continu kunnen leveren).

Ofwel: Van de 150 W wordt 100 W geleverd door de duwspieren, en 50 W door de trekspieren.

Om het tweede scenario efficiënter te laten zijn, moet volgens mij (minstens) één van de onderstaande stellingen gelden:

Ofwel: Spieren (de duwspieren in dit geval) worden efficiënter naarmate ze lager worden belast (ook als ze niet in de buurt van maximale belasting functioneren).

Ofwel: Kleine spieren (de trekspieren in dit geval) zijn inherent wat efficiënter dan grote spieren (de duwspieren).

Beide effecten lijken mij niet alleen vrij klein, maar bovenal vrij onwaarschijnlijk. Het lijkt mij (puur op chemisch-fysiologische intuïtie) een fractie efficiënter om een grotere spier, zolang die nog ver onder maximale belasting zit, iets sterker te belasten dan om een kleinere spier 'bij te schakelen'.

(Dat je met meer ingeschakelde spiergroepen meer piekvermogen kunt vrij maken lijkt me evident. Maar daar heeft je cardiovasculaire systeem weinig tot niks (het heet niet voor niks anaeroob) mee van doen).

[Bianca F]

En dan is de energie om zo vaak mogelijk die tweederde nutteloze slag te draaien verspild.

Ik ben benieuwd wat er dan met die 'verspilde' energie gebeurt.

Die leidt bij mij in ieder geval tot een hogere hartslag. Bij genoemde Zwifttraining moest ik een cooldown doen met een rpm van 90. Mijn hartslag bleef onverminderd hoog. Ik heb daarna dus nóg een cooldown gedaan bij een cadans van 70.

[melle z]

Volgens mij gebeurt hier een cruciale nuanceveschuiving:
De originele vraag was (als ik het goed begrepen heb) zuiver op lichamelijke energetische efficiëntie.

Dit was de originele vraag:

En dan is de energie om zo vaak mogelijk die tweederde nutteloze slag te draaien verspild.

Ik ben benieuwd wat er dan met die 'verspilde' energie gebeurt.

Ik las het als 'verspilling in de overbrenging'.

Dank voor je uitgebreide uitleg Tijanus, jij kunt mijn vermoedens duidelijk een stuk beter onderbouwen dan ik.

[Willeke_IGKT]

Aanverwante maar anders.

Als ik met een cadans van 60 een snelheid heb van 30 km/u en Nico, zelfde fiets, zelfde tandwielen en cassette zelfde wielen en (laten we in dit geval zeggen zelfde banden),  met de zelfde versnelling langs komt rijden met een cadans van 90, hoe snel gaat hij dan? Is het dan een eenvoudig rekensommetje en gaat hij dan naar verhouding sneller? Dus 45 km/u.

Toevallig hebben Nico en ik dezelfde fiets met veel keuzes hetzelfde, maar je zou ook kunnen stellen dat iemand op de baan het eerste rondje met een cadans van 60 langs komt en het tweede rondje zonder geschakeld te hebben met een cadans van 90.