sciencetalk

Dag iedereen,

Ik probeer een nieuwe spring/loopschoen te maken waarbij de krachten tijdens het lopen worden opgeslagen in springveren om nadien bij het afstoten een grotere paslengte te verkrijgen. De bedoeling is om de beste springveren (niet hoger dan 5cm) hierbij te vinden, maar dat is niet evident. Bij de meeste veren staat hoeveel N ze aankunnen, bij andere staat er N/mm. Ik ga springveren proberen te bestellen die optimaal kunnen werken wanneer ik 25 km/u loop. Kan iemand berekenen hoeveel N en N/mm die veren moeten aankunnen tegen dat tempo (met een lichaamsgewicht van 65kg)? (een schatting is ook goed). Stel dat er bij het lopen een kracht van 300 N/mm wordt ontwikkeld. Kan ik dan ook twee veren nemen van 150 N/mm en naast elkaar plaatsen? Of werkt dat zo niet? Alvast bedankt! Vriendelijke groeten

Diana, de eenheid N/mm is de zogenaamde veerconstante. Kort gezegd geeft deze aan hoeveel kracht er nodig is om de veer 1 mm in te drukken. Als er staat hoeveel N ze aankunnen, zou ik denken dat dat de maximale kracht is die nodig is om de veer helemaal in te drukken.

De berekening van de veren heeft volgens mij niet veel te maken met hoe hard je loopt, maar eerder van welke hoogte je voet op de grond komt, of misschien heeft zelfs de hoogte hier niks mee te maken. Kracht is massa maal versnelling, dus met jouw massa van 65kg en de valversnelling van 9,81 m/s^2 hier op aarde, zou ik de kracht schatten op iets van een 650N, en volgens mij komt die kracht op 1 voet want lopen is per definitie maar 1 voet op de grond hebben dacht ik.

Maar ik kan de bal hier helemaal misslaan dus als anderen mij hier willen corrigeren, geen probleem.

Het is wel zo dat je veren in parallel kan zetten. Dus die 2 veren naast mekaar moet lukken, alleen moet je uitkijken de veerconstante (N/mm) en de totale kracht (N) niet te verwarren.

PS: met de gekende veerkonstante in N/mm kan je dus uitrekenen hoever die kracht van jou de veren zou indrukken. Voor de veren met gegeven N, denk ik dat je gewoon moet kijken dat jouw kracht die maximale kracht van de veren niet overschrijdt, maar hier kunnen dan nog verschillen zijn in verschillende veren qua 'veerstijfheid'. Die veerstijfheid is typisch iets dat de veerconstante aangeeft.

Het is niet slechts een veer uitzoeken en bestellen. Vooral is denk ik van belang hoe je de rest eromheen ontwerpt. Hoe de schoen op de grond terecht komt, de kracht geleidt naar het gewicht van je lichaam, zodanig dat je energie opvangt. Dat de veer de energie bewaart. Vervolgens dat deze energie je kracht geeft bij een verlengde afzet.

Dat lopers met een onderbeen amputatie zo snel gaan, heeft volgens mij niet als oorzaak dat ze verende schoenen hebben, maar als oorzaak dat ze het gewicht van de voet missen.

Zonder hier ervaring mee te hebben.

Ik denk dat het belangrijk is de eigenresonantie van die veer te berekenen.

De maximale kracht wordt teruggegeven op de eigenresonantie van die veer.

Boven die eigenresonantie gaat die veer progressief isoleren (door de faseverschuiving van 90° richting 180° tussen de eigenresonantie van die veer en de aanstootfrequentie).

Een veer heeft een isolerende werking door dit fenomeen.

De eigenresonantie kan je berekenen met: fo = 15.8/wortel(d)

waarbij:

fo = eigenresonantie in Hz

d = doorzakking in mm

Het lijkt mij niet voor niets dat die veren op de foto hierboven dergelijke vorm hebben om die eigenresonantie zo laag mogelijk te krijgen (grote doorzakking).

Bedankt voor de informatie tot nu toe. Ik heb een veer gevonden met een kracht van 390N (lengte: 50mm). Dus als ik er twee gebruik per voet, dan komt dat theoretisch op 780N. Dan heb ik nog overschot (650N). Ik zal deze veren installeren op de plaatsen waar de druk het grootste is tijdens het lopen. Klopt dit zo'n beetje wat ik zeg?

Hier staan zo'n schoenen: http://www.geekalerts.com/tramp-it-jump-shoes/

En hier vind je figuren in Google:

http://images.google.com/search?sourcei ... w&tbm=isch

http://images.google.com/search?sourcei ... w&tbm=isch

Voordat je met de veren begint, zou ik je adviseren om voor jezelf inzicht te krijgen in, wat er biomechanisch gebeurt bij:

1/. een volledige afwikkeling van twee paslengtes (1x links + 1x rechts) (dus voorwaartse beweging)

- als je dat duidelijk voor ogen hebt, weet je hoe krachten (grootte en richting) bij een bepaalde voorwaartse

snelheid werken en waarin tijdens de volledige bewegingsafwikkeling de verschillende energie vormen en de

grootte daarvan gaat zitten.

2/. let bij de voorwaartse beweging goed op de opwaartse beweging

Vraag jezelf af:

1/. waarvan is de natuurlijke paslengte afhankelijk, hoe probeer je dat normaal gesproken te bereiken ?

2/. waar denk je dat de meeste inspanning in gaat zitten: opwaartse of voorwaartse beweging ?

Doe dezelfde exercitie voor het maken van een sprong uit stilstand en vanuit een loopbeweging.

Als je dit mechanisme begrijpt, weet je ook wat het effect van bepaalde kunstgrepen kan zijn en wat dus hun invloed zou kunnen zijn. Daarmee bepaal je de plaats en hoe je e.e.a moet uitwerken.

De uitdaging gaat verder dan slechts het gebruiken van veren.......

Als je het bovenstaande begrijpt, dan ben je in staat om de problematiek die je moet oplossen, beter te formuleren en een oplossing te vinden. Door beredeneren, berekenen, modelleren, uitproberen .....

Bedankt voor de informatie. Ik heb nu wel een systeem bedacht dat het potentieel heeft om de looppas te vergroten. De twee conische veren die ik daarvoor gebruik zijn echter te licht bevonden. Ze hebben een N van 390 en een lengte van 5 cm. De veerconstante is perfect(stijfheid is wel opgelost, een probleem minder). Als ik op de twee veren sta, dan worden ze plat gedrukt tot aan de grond (65 kg). De dikte van draad is 3mm. Zou dit dikker moeten zijn? Ik moet nu gespecialiseerde veren gaan bestellen. Kan mij iemand adviseren hoe sterk deze veren moeten zijn? Ze moeten optimaal kunnen werken tegen een snelheid van 25km/u.

Alvast bedankt!

Groetjes