sciencetalk

Stel dat je lopend net zoveel energie kwijt zou zijn op zo,n band dan is het totaal aan energie (band plus loper) bij zo,n band bij een gegeven snelheid dus veel hoger immers dan moet je de energie van de band optellen bij de energie van de loper en kom je totaal op een hogere energie uit ?

Ook geen verschil volgens mij. Dat ding hangt aan het stopcontact en draait gewoon door op een ingestelde snelheid, en je moet van verrekt goeden huize komen om al afzettende iets aan die snelheid te veranderen. Dan nog, óók als je je afzet tegen de aarde verander je de snelheid van de aarde steeds een beetje.

Dat ding hangt aan het stopcontact en draait gewoon door op een ingestelde snelheid, en je moet van verrekt goeden huize komen om al afzettende iets aan die snelheid te veranderen. Dan nog, óók als je je afzet tegen de aarde verander je de snelheid van de aarde steeds een beetje.

Daar geef je aan wat qua energie nu net het verschil is :

Op de lopende band : "Dat ding hangt aan het stopcontact en draait gewoon door op een ingestelde snelheid, en je moet van verrekt goeden huize komen om al afzettende iets aan die snelheid te veranderen".

bij het lopen op de weg : "Dan nog, óók als je je afzet tegen de aarde verander je de snelheid van de aarde steeds een beetje".

Wat is dan het verschil? Omdat ik verzuimde het woordje "merkbaar" toe te voegen? Fysisch zie ik nog steeds geen verschil.

Stel je hebt een loopband op een vliegveld. De band heeft een lengte van 1 km.

Naast de band is een vrije strook waar je ook kan lopen. Twee lopers doen een wedstrijd. Een seconde voor het startschot wordt een streep op de band gezet en op de strook ernaast staat ter hoogte van het begin/eind van de band al een streep.

Met het startschot beginnen beide lopers tegelijk te lopen. Met het bereiken van de eindstreep hebben beide lopers dezelfde afstand afgelegd, de een op de band de ander op de strook ernaast. Maar hemelsbreed legt de loper op de band uiteraard een kleinere afstand af.

Wie wint ? Hangt er natuurlijk mede van af wie het snelste kan lopen maar laten we aannemen dat degene die op de band loopt netaan wint en dat de ander woest wordt dat er sprake van valsspel is. Probeer nu degene die op de strook liep en niet de streep op zich af zag komen al voor i starte eens uit te leggen dat het toch een eerlijke wedstrijd is.

Dit is nou juist het hele principe van Galileïsche transformatie. Ze hebben elk een gelijke afstand afgelegd t.o.v. hun referentiekader, in dezelfde tijd, en evenveel energie gebruikt afgezien van luchtweerstand.

Laat jouw renners tegengestelde kanten oplopen op een oost-west gerichte baan, en kijk er naar vanaf de zon. Het is dan net of ze allebei dezelfde kant op rennen, de oostwaarts rennende wat harder dan de westwaarts rennende, omdat de aarde nog veel sneller draait dan wie dan ook kan lopen. Maar wat is het verschil in energieverbruik tussen beiden? Nul.

Stel het dan eens zo voor : op een loopband staan op de rand (het frame) twee streepjes die overeenstemmen met de paslengte van een atleet op de band. Zo,n band heeft een bepaalde lengte dus die streepjes zijn tijdens het lopen te markeren op het frame en de paslengte uitgaande van de romp van de atleet zelf is dan die op het frame is aangegeven

Uitgaande van de atleet kan die vervolgens op de weg met zelfde paslengte en frecquentie gaan lopen.

Volgens zo,n transformatie zou dat laatste veel lichter moeten zijn want gemeten naar de band heeft de loper op de band dan namelijk een grotere paslengte en bij zelfde frecquentie dus hogere snelheid. Loopt dus sneller en zou dus meer energie moeten verbruiken. Immers in de tijd tussen afzet bij het achterste streepje (op het frame) en neerkomen bij het voorste beweegt de band. Een paslengte van 1 meter tov frame of weg is dan bijv 1,2 m gemeten op de band.

De zelfde loopfrecquentie geeft een gratis verlenging van pas op de band omdat er een valfase en versnelfase in het lopen zit, ook bij constante snelheid.

Qua snelheden klopt zo,n transformatie misschien maar qua energie ?

Bijv surfen op het strand met een golf mee. Zo,n surfplank heeft tov de zee een flinke snelheid kun je daar zo,n transformatie toepassen op de energie die ervoor nodig is ?

Stel het dan eens zo voor : op een loopband staan op de rand (het frame) twee streepjes die overeenstemmen met de paslengte van een atleet op de band. Zo,n band heeft een bepaalde lengte dus die streepjes zijn tijdens het lopen te markeren op het frame en de paslengte uitgaande van de romp van de atleet zelf is dan die op het frame is aangegeven

Dan ga je hem laten lopen in het éne, en meten in het ándere referentiekader. Kan niet goed gaan.

Ik wandel héél rustig oostwaarts, met stappen van 80 cm, 1 stap per seconde, in mijn referentiekader. Niks aan de hand. De aarde draait met ca 300 m/s onder mij. In een referentiekader dat vastgeplakt zit aan een stilstaande aardas zet ik nu ineens stappen van 300,8 m?? Dat zou me dan in jouw benadering een geweldige berg energie moeten kosten, dat soort sprongen.

Toch vraag ik me af hoe je het energetisch wilt oplossen (immers als de energie van de loper gelijk blijft en die van de band erbij op komt heb je totaal meer energie bij dezelfde loopsnelheid op de banda) ls je alleen naar de snelheid kijkt klopt zo,n transformatie vast maar zoals al gezegd in een eenparige loopbeweging zit altijd een oneenparigheid dus of je dan zo,n transformatie ook een op een mag vertalen naar de energie en de inspanning in de praktijk ?

Dezelfde transformatie kun je qua snelheden ook op die surfer toepassen toch weet je dat de surfer alleen maar hoeft te blijven staan of er bij kan gaan zitten.

Hoewel de surfer horizontaal beweegt haaks tov de gravitatierichting maakt i toch gebruik van de aardse gravitatie voor een voorwaartse beweging.

Snelheden zijn relatief (en dan bedoel ik niet relativistisch als in Einsteinrelativistisch voordat we het te moeilijk gaan maken) dus zijn bewegingsenergieën óók relatief.

En kogel die met 300 m/s op je afkomt heeft een voor jouw dodelijke energie, ren je echter met 299 m/s met de kogel mee, dan botst die kogel zachtjes en pijnloos tegen je t-shirt.

ls je alleen naar de snelheid kijkt klopt zo,n transformatie vast maar zoals al gezegd in een eenparige loopbeweging zit altijd een oneenparigheid dus of je dan zo,n transformatie ook een op een mag vertalen naar de energie en de inspanning in de praktijk ?

Neem de loopbeweging op de band op een stationaire camera op. Zet dan de loper op de weg, en zet je camera op een karretje dat met de loperssnelheid met de loper meerijdt en neem weer de loopbeweging op. Ik zie geen verschillen tussen beide opnames, als alleen dat op de ene opname de achtergrond stilstaat.

Terzijde: je kunt niet altijd afdwingen dat paslengte en pasfrequentie op de loopband overeenkomt met die op de weg. Bij atleten op wedstrijdsnelheid schijnt de pasfrequentie op de loopband lager te zijn, de paslengte groter, en de afzet-tijdsduur langer. Dat laatste zou mede komen doordat de loper minder explosief afzet op het enigszins instabiele oppervlak van de lopende band. Voor wedstrijdlopers is trainen op de weg meestal beter dan op de loopband.

Snelheden zijn relatief (en dan bedoel ik niet relativistisch als in Einsteinrelativistisch voordat we het te moeilijk gaan maken) dus zijn bewegingsenergieën óók relatief.

Maar een aardapel blijft een aardappel toch ? Het is de vraag of er een verschil is in inspanning voor de loper en niet vanuit willekeurig welk standpunt welke energie.

Neem de loopbeweging op de band op een stationaire camera op. Zet dan de loper op de weg, en zet je camera op een karretje dat met de loperssnelheid met de loper meerijdt en neem weer de loopbeweging op. Ik zie geen verschillen tussen beide opnames, als alleen dat op de ene opname de achtergrond stilstaat.

Juist daarom ben ik geneigd te denken dat in dit geval de inspanning gelijk is en er dan tegelijk als je afzetpunt en landingspunt op de band uitzet een verlengde pas is dus hogere snelheid voor de bandloper dan zou dat ook betekenen dat bij een zelfde snelheid ( voor de bandloper tov de band en de wegloper tov de weg) de inspanning voor de bandloper toch geringer moet zijn ?. (Of : waarom zou de inspanning voor de loper op de band in dit geval dan groter zijn als de paslengte vanuit de loper gezien /ervaren en de frecquentie voor de loper steeds min of meer of helemaal hetzelfde is ?).

Hoe zit het als het om een loopband gaat zonder elektromotor ?

Je zet af en je beweegt jezelf (zwaar) niet naar voren maar brengt de band (licht) aan het rollen. Is dat ook al niet makkelijker dan op de weg lopen ? Bedoel ik weet het echt niet maar kan het me gewoon niet voorstellen dat het qua inspanning zomaar hetzelfde is. En dat was de vraag.

Je zet af en je beweegt jezelf (zwaar) niet naar voren maar brengt de band (licht) aan het rollen.

Nou, als je dan niet je inspanning meet ten opzichte van een gering aantal "gewonnen" millimeters maar in de tijd, dan zou het weer geen verschil moeten maken.

Bedoel ik weet het echt niet maar kan het me gewoon niet voorstellen dat het qua inspanning zomaar hetzelfde is. En dat was de vraag.

En het antwoord is, afgezien van een procent of 5 aan vermijding van luchtweerstand, ja, qua inspanning fysisch hetzelfde. De biologische energie-effecten van meer zweten daargelaten, want op de band zul je meer moeten zweten voor een gelijke hoeveelheid koeling, simpelweg omdat minder luchtstroming minder koeling betekent.

En het antwoord is, afgezien van een procent of 5 aan vermijding van luchtweerstand, ja, qua inspanning fysisch hetzelfde. De biologische energie-effecten van meer zweten daargelaten, want op de band zul je meer moeten zweten voor een gelijke hoeveelheid koeling, simpelweg omdat minder luchtstroming minder koeling betekent.

'Vermijden' en 'afzien' van luchtweerstand is in mijn ogen nogal abstract geformuleerd. We kunnen de loopband beter vergelijken met lopen op de weg met wind in de rug, waarbij de windsnelheid gelijk is aan de loopsnelheid. Dan is er ook geen sprake meer van ongelijke 'biologische energie-effecten'.

Bij atleten op wedstrijdsnelheid schijnt de pasfrequentie op de loopband lager te zijn, de paslengte groter, en de afzet-tijdsduur langer.

Ne als heuvelaflopen dus

In dat geval gebeurt namelijk hetzelfde (langere pas, lagere frecquentie en meer meters in de richting van het loopvlak In horizontale richting maakt het niet veel of niets (?)).

In ieder geval als dat klopt lijkt me dat gezien de - toch opvallende - overeenkomst met heuvelaf lopen en de afwezigheid van een voorwaartse afzet een duidelijke aanwijzing voor minder fysieke inspanning ?