HANS
VAN D
IJK
RON V
AN M
EGEN
Kontrollierte Leistungssteigerung ist kein Mysterium, Power-Metering und Leistungsanalyse sind der neue Trend im Sport. Das Geheimnis des Laufens bietet jedem Läufer, der mehr aus sich herausholen möchte, die perfekte Anleitung, um seine Laufleistung zu verbessern.
Die Autoren enthüllen die Profi methoden und erklären für alle Distanzen, vom 8oo-m-Lauf bis zum Marathon, die entscheidenden Trainings methoden und Vorbereitungen. Dabei wird umfassend erläutert, wie moderne Sport-uhren dafür genutzt werden können, um das Training, das ökonomische Laufen und die Rennergebnisse zu optimieren. Das Buch enthält zudem brandneues Wissen darüber, wie die Power des „menschlichen Motors“ im Gleichgewicht gehalten wird und was notwendig ist, um unter schwierigen Bedingungen Topleistung abzuliefern. Allein über die Pulsmessung kann die real aufgebrachte Trainingsleistung nicht genau ermittelt werden. Bei der Wattmessung werden darüber hinaus äußere Faktoren wie Wind, Steigung oder Hitze mit einbezogen. Eine allgemeine Einschätzung der Fitness ist alternativ auch mit Power-Metern, Fitnesstrackern und GPS-Uhren möglich.
Hans van Dijk I Ron van Megen I Guido Vroemen
DAS GEHEIMNIS DES RADFAHRENS
TRAININGSDATEN NUTZEN – TOPLEISTUNGEN ERZIELEN
Wie viel Power hat der „menschliche Motor“? Wie viel Kraft braucht man, um unter
verschiedenen Bedingungen Rad fahren zu können? Wie kann man sein Training und
seine Rennergebnisse optimieren? Wie können Power-Meter eingesetzt werden, um die
eigenen Ergebnisse zu verbessern? Welches sind die Grenzen menschlicher Leistungs-
fähigkeit?
Diese Fragen werden in Das Geheimnis des Radfahrens beantwortet. Alle Faktoren, die
die Leistung beim Radfahren bestimmen, werden Schritt für Schritt erklärt: Training,
Ernährung, Körper- und Fahrradgewicht, Räder, Rahmen, Aero-Stangen, Power-Meter,
Wind, Hügel, Temperatur, der Weltrekord und vieles mehr. Die zahlreichen Grafiken,
Tabellen und Beispiele aus der Praxis machen diese Inhalte leicht verständlich für den
Leser. Werden Sie 20 % fitter, gesünder und schneller!
Dieses Buch enthält ebenfalls brandneue Erkenntnisse darüber, wie das Verhältnis
zwischen der Kraft des „menschlichen Motors“ und der Kraft, die für das Radfahren bei
unterschiedlichen Bedingungen benötigt wird, die Leistung eines Radfahrers bestimmt.
Es wird gezeigt, wie Power-Meter zur Optimierung von Training und Rennergebnissen
genutzt werden können. Als Best-
seller aus den Niederlanden und
Belgien gilt Das Geheimnis des
Radfahrens als DAS Stand ardwerk
für alle ambitionierten Radfahrer
und ihre Trainer.
Erscheinungstermin: Juli 2017
ISBN 978-3-8403-7525-5
c [D] 36,00/c [A] 31,10
GEHEIMNIS
DAS
DES
HANS VAN DIJK I RON VAN MEGEN
GEHEIMNI
S
DAS
DES
c [D] 36,00/c [A] 31,10ISBN 978-3-8403-7523-1
Auch als E-Book erhältlich.
www.dersportverlag.de
MIT MODERNER
WATTMESSUNG
Hans van Dijk läuft bereits sein Leben lang und war Professor an der Delft University of Technology. Nach seiner Emeritierung studierte er die Gesetzmäßigkeiten des Laufens und des Radfahrens. Er entwickelte neue Trainingsmodelle und schrieb Kolumnen und Bücher über jede Art von Ausdauersport. Er programmierte umfassende Online-Performance-Rechner, um es jedem Sportler zu ermöglichen, seine eigene Leistung einfach zu messen.
Ron van Megen ist Ingenieur und Manager. Er ist ein ambitionierter Läufer, der quantifizierende Methoden und die neueste Technologie, inklusive Power-Meter, nutzt, um seine Trainings- und Rennergebnisse zu analysieren und zu verbessern.
DIE AUTOREN
17_01_26_Geheimnis des Laufens_Umschlag.indd Alle Seiten 27.01.17 09:54
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InhaltWarum dieses Buch? ................................................................................................................................................................8
Teil I Die Grundlagen des Laufens........................................................................................................................16
1 Laufen ist gesund! .......................................................................................................................................................... 18
2 Laufen macht Spaß! ....................................................................................................................................................... 22
3 Sportphysiologie .............................................................................................................................................................. 26
4 Trainingsprinzipien ......................................................................................................................................................... 32
5 Trainingspläne ................................................................................................................................................................. 36
6 Sporternährung ................................................................................................................................................................ 42
Teil II Die Physik des Laufens................................................................................................................................46
7 Energie ............................................................................................................................................................................... 48
8 Leistung ............................................................................................................................................................................ 52
9 Leistungsvoraussetzungen für verschiedene Sportarten I ................................................................................ 56
10 Leistungsvoraus setzungen für verschiedene Sportarten II ............................................................................... 62
11 Das Laufmodell .............................................................................................................................................................. 68
12 Die Energiekosten für das Laufen auf einer flachen Strecke .......................................................................... 76
13 Die Energiekosten zur Überwindung des Luftwiderstands .............................................................................. 80
14 Die Energiekosten zur Überwindung von Steigungen ....................................................................................... 86
15 Das Laufmodell und die Standard bedingungen .................................................................................................. 92
Teil III Die Leistung des menschlichen Motors.................................................................................................96
16 Der Zusammenhang zwischen Leistung und Belastungsdauer ...................................................................... 98
17 Die Grenzen menschlicher Leistungsfähigkeit .....................................................................................................106
18 Die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max) ....................................................................................................114
19 Die Funktions leistungsschwelle (FTP) .........................................................................................................................................118
20 Der Zusammenhang zwischen FTP und VO2max ...............................................................................................................122
Teil IV Wie schnell kann ich laufen?..................................................................................................................126
21 Der Einfluss der funktionellen Schwellenleistung (FTP) ...................................................................................128
22 Die Weltrekorde der Männer und Frauen .............................................................................................................136
23 Der Einfluss des Alters .................................................................................................................................................142
24 Die Weltrekorde der Master ......................................................................................................................................146
25 Die Leistung der Frauen .............................................................................................................................................150
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26 Der Leistungsindex .......................................................................................................................................................156
27 Der Einfluss des Körpergewichts ..............................................................................................................................160
28 BMI, Körperfettanteil und Laufgewicht ................................................................................................................................................................164
29 Wie man Körperfett verliert und fit wird .......................................................................................................................................170
30 Der Einfluss des Trainings .........................................................................................................................................176
31 Wie schnell sollte man im Training laufen? .........................................................................................................180
32 Der Einfluss der Herzschlagfrequenz ......................................................................................................................184
33 Der Zusammenhang zwischen HF und Lauftempo ..........................................................................................190
34 Der Einsatz eines Pulsmessgeräts in Training und Wettkampf ....................................................................196
35 Wie zuverlässig und nützlich ist die Software einer Laufuhr? ........................................................................204
36 Der Einfluss der Laufökonomie (RE) .......................................................................................................................208
37 Laufdynamik I: Laufstil ................................................................................................................................................212
38 Laufdynamik II: Schrittlänge und -frequenz ....................................................................................................................................220
39 Laufdynamik III: Laufökonomie.............................................................................................................................................................228
40 Der Einfluss des Ermüdungswiderstands ..............................................................................................................236
41 Der Einfluss von Höhentraining ...............................................................................................................................240
42 Der Einfluss der Streckenbedingungen ..................................................................................................................244
43 Der Einfluss des Laufschuhs ......................................................................................................................................248
44 Der Einfluss fehlenden Luftwiderstands ...............................................................................................................254
45 Wie schnell könnte Usain Bolt die 100 m in Mexiko-Stadt laufen? ..................................................................264
46 Der Einfluss von Windschatten.................................................................................................................................270
47 Der Einfluss von Wind .................................................................................................................................................276
48 Der Einfluss von Steigungen .....................................................................................................................................282
49 Der Einfluss der Höhe ................................................................................................................................................................................288
50 Wie lange braucht man für den Anstieg nach Alpe d’Huez? .........................................................................294
51 Was ist schwieriger: Nach Alpe d’Huez hochlaufen oder gegen Windstärke 7 ankämpfen? .............................300
52 Der Einfluss von Temposchwankungen .................................................................................................................304
53 Der Einfluss der Temperatur ......................................................................................................................................310
54 Die Gefahren bei Hitze .........................................................................................................................................................................................................316
55 Der Foster-Kollaps: Wenn Läufer zum Ziel kriechen ...........................................................................................326
56 Der Einfluss von Regen, Wind und Kälte .........................................................................................................................................330
57 Der Marathon I: Der Mann mit dem Hammer ........................................................................................................................................334
58 Der Marathon II: Der Einfluss von Carboloading ...............................................................................................340
59 Der Marathon III: Der Einfluss von Sportgetränken ..........................................................................................344
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60 Der Marathon IV: Tipps und Tricks ..........................................................................................................................348
61 Wie schnell kann man radfahren, eislaufen oder eine Treppe hochlaufen? .............................................354
62 Die maximale Leistung von Sprintern und Langstreckenläufern ..................................................................360
Teil V Die Verwendung von Laufleistungsmessern........................................................................................366
63 Laufleistungsmesser: Eine Revolution im Laufsport ..........................................................................................368
64 Wie zuverlässig sind Laufleistungsmesser? ...........................................................................................................374
65 Wie lässt sich die Laufökonomie mit einem Laufleistungsmesser messen und verbessern? ........................................386
66 Wie lassen sich FTP und Trainingszonen mit einem Laufleistungs messer bestimmen? ............................................................396
67 Warum sollte ich im Training einen Laufleistungsmesser verwenden? .......................................................400
68 Warum sollte ich im Wettkampf einen Leistungsmesser verwenden? .........................................................406
69 Tipps für den täglichen Gebrauch ...........................................................................................................................410
70 Labortests ........................................................................................................................................................................414
Teil VI Laufmythen ................................................................................................................................................420
71 Ein Marathon unter zwei Stunden? .........................................................................................................................422
72 Ernährung, Nahrungs ergänzungsmittel und Rote-Bete-Saft ......................................................................................................................428
73 Vitamin-D-Mangel ........................................................................................................................................................434
74 Nicht zu viele Pillen! ....................................................................................................................................................440
75 Jack Daniels’ Laufformel .............................................................................................................................................444
76 Unsere Vorfahren waren Langstreckenläufer! ...................................................................................................450
77 Warum sind Sprinter auch gute Springer? ............................................................................................................452
78 Die unglaublichen Leistungen des Ed Whitlock .................................................................................................458
79 Haile Gebrselassie – der größte Läufer aller Zeiten .............................................................................................462
Literaturnachweis ..................................................................................................................................................470
Silke Schmidt ..........................................................................................................................................................475
Bildnachweis ...........................................................................................................................................................476
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9 LEISTUNGS VORAUSSETZUNGEN FÜR VERSCHIEDENE SPORTARTEN I
"Studiere die Vergangenheit, damit du in der Zukunft erfolgreich bist!"
In den nächsten beiden Kapiteln werden wir anhand einiger einfacher Berechnungen zeigen, wie die
Leistung des menschlichen Motors unsere sportliche Leistung in verschiedenen Disziplinen bestimmt. Es
sei angemerkt, dass sich unsere Theorie auf diverse sportliche Ausdauertätigkeiten anwenden lässt. Kennt
man einmal die Leistung P seines menschlichen Motors, kann man damit seine angenäherte Wettkampf-
zeit in verschiedenen Sportarten ermitteln.
Wir werden sehen, dass im Eisschnelllauf und bei einem Radrennen auf einem flachen Kurs die sportliche
Leistung allein von der Gesamtleistung P (in Watt) des menschlichen Motors bestimmt wird. Dagegen ist
beim Laufen oder bei einer Bergetappe im Radsport die auf die Körpermasse (m) bezogene spezifische
Leistung P/m (in Watt/kg) der entscheidende Faktor.
Unsere Berechnungen beruhen auf der Annahme, dass der menschliche Motor bei verschiedenen sport-
lichen Aktivitäten dieselbe Leistung liefert. Das bedeutet nicht, dass ein guter Läufer automatisch ein
ebenso guter Radrennfahrer oder Eisschnellläufer ist. Selbstverständlich muss er für die anderen Sportar-
ten erst einmal trainieren. Und selbst dann stellt sich vielleicht heraus, dass er auf diesem Gebiet weniger
talentiert ist. Unserer Meinung nach gibt die Leistung des menschlichen Motors im Allgemeinen jedoch
einen recht guten Aufschluss darüber, was wir bei entsprechendem Training auch in anderen Sportarten
erreichen könnten.
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Wie schnell kann man die 1.576 Stufen des Empire State Buildings hochlaufen?Seit 1978 findet in New York alljährlich der Empire State Building Run-Up (ESBRU)14 statt, der bekann-
teste Treppenlauf der Welt. Jedes Mal versuchen tausende Läufer, eines der wenigen verlosten Tickets
zu ergattern. Der ESBRU hat 1.576 Stufen, die 320 m nach oben führen. Der Streckenrekord von neun
Minuten und 33 Sekunden wurde 2003 von dem Australier Paul Crake aufgestellt.
Die Energiekosten für den ESBRU lassen sich mit folgender Formel berechnen:
E = m . g . h
Mit der Erdbeschleunigung g = 9,81 m/s2 und einer Gebäudehöhe h = 320 m lässt sich die Laufzeit t
berechnen aus
t = E / P = m . g . h / P = 9,81 . 320 . m / P = 3.139 / (P/m)
Das Ergebnis ist interessant. Wie wir sehen, hängt die Laufzeit umgekehrt proportional von der spezifi-
schen Leistung P/m (in Watt/kg) des menschlichen Motors ab.
Bis jetzt haben wir den Laufwiderstand
vernachlässigt. Wenn wir dafür eine zu-
sätzliche Zeit von 25 % veranschlagen,
erhalten wir aus der obigen Gleichung
die unten stehende Abbildung, aus der
sich die Abhängigkeit der Laufzeit von
der spezifischen Leistung ablesen lässt.
Die Abhängigkeit zeigt das zu erwarten-
de Ergebnis. Ein Schwergewicht muss viel
mehr Masse mit nach oben schleppen
und verbraucht deshalb mehr Energie
für den Aufstieg. Im Vergleich zu einem
Federgewicht müsste die Gesamtleistung
P (in Watt) seines menschlichen Motors
also viel höher sein, um die Spitze des
Gebäudes in derselben Zeit zu erreichen.
Beim Empire State Building Run-Up müssen 1.576 Stufen, verteilt auf 320 Höhen-
meter, erklommen werden.
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Paul Crakes Rekord von neun Minuten und 33 Sekunden entspricht einer spezifischen Leistung von
P/m = 6,8 Watt/kg. Wir wissen nicht, wie viel er damals wog, doch bei einem Körpergewicht von 60 kg
hätte er eine Gesamtleistung P von 6,8 . 60 = 408 Watt benötigt. Hätte er 80 kg gewogen, wäre eine
Gesamtleistung P von 5,48 . 80 = 544 Watt erforderlich gewesen. Letzteres ist mehr als die 415 Watt, die
Chris Froome für den Anstieg nach Alpe d’Huez brauchte.
Selbstverständlich gilt es zu berücksichtigen, dass Froome nur 67 kg wiegt, das heißt, seine spezifische
Leistung war mit 415/67 = 6,2 Watt/kg extrem hoch. Ferner erzielte er dieses Ergebnis in der dritten Wo-
che der Tour de France sowie am Ende einer harten Etappe. Eine gewisse Ermüdung war bei diesem letz-
ten Anstieg also bereits vorhanden. Auch der negative Einfluss der dünnen Bergluft auf die menschliche
Leistung spielte eine Rolle. Froome erbrachte die Leistung über 39, Crake nur über neuneinhalb Minuten.
In späteren Kapiteln werden wir auf den Einfluss all dieser Faktoren noch näher eingehen.
Wir können auch die Laufzeit berechnen, die wir von unserem Marathonmann erwarten dürfen. Seine
Ausgangsleistung beträgt 235 Watt, seine Masse 70 kg, das heißt, seine spezifische Leistung liegt bei
235/70 = 3,37 Watt/kg. Damit kann er die Spitze des Empire State Buildings nach 19 Minuten erreichen.
Vielleicht ist er sogar ein bisschen schneller, da seine Ausgangsleistung für die 19 Minuten etwas höher
ist als 235 Watt, seine Ausgangsleistung bei einem Marathon. Auch hierzu mehr in späteren Kapiteln.
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Wie schnell kann man auf einem flachen Kurs radeln? Vorerst nehmen wir an, dass in diesem Fall die Leistung des menschlichen Motors vollständig genutzt
wird, um den Luftwiderstand zu überwinden. Das bedeutet, dass wir alle anderen Einflussfaktoren bei
einem Radrennen – den Rollwiderstand der Räder, die Anstiege sowie den mechanischen Widerstand von
Ketten und Radnaben - vernachlässigen. Ohne Wind wird der Zusammenhang zwischen der Leistung P
und der Geschwindigkeit v mit folgender Formel beschrieben:
P = 0,5 . . cdA . v3
In dieser Formel ist die Luftdichte (1,205 kg/m3 bei 20 °C), cdA der Luftwiderstandskoeffizient (0,21 m2
für einen aerodynamischen Radfahrer) und v die Geschwindigkeit in m/s. Dementsprechend können wir
die erreichbare Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Gesamtleistung P in Watt berechnen. Um die
Vernachlässigung weiterer Einflussfaktoren zu kompensieren, haben wir die resultierende Geschwindigkeit
um 10 % verringert. Die Abhängigkeit der Geschwindigkeit von der Leistung ist in der folgenden Abbil-
dung skizziert.
Trotz der oben genannten Vereinfachungen ist die Kurve erstaunlich präzise. Wir haben ihr den aktuellen
Stundenweltrekord der Männer zugrunde gelegt. Er wurde 2015 von dem britischen Radrennfahrer Brad-
ley Wiggins15 aufgestellt und liegt bei 54,526 km/h. Seine Ausgangsleistung in dem Rennen wurde mit
468 Watt beziehungsweise 6,1 Watt/kg berechnet, da Bradley 77 kg wiegt.
Bradley Wiggins bei einem Einzelzeitfahren während der Tour de France 2012
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Unser Marathonmann könnte mit seiner Gesamtleistung P von 235 Watt eine Geschwindigkeit von
43,2 km/h erreichen, vorausgesetzt, er hat genug trainiert, er ist talentiert und er fährt mit derselben
perfekten Aerodynamik wie Bradley Wiggings.
Zusammenfassend kommen wir zu dem Schluss, dass bei einem Radrennen auf einem flachen Kurs die Ge-
samtleistung P (in Watt) der bestimmende Faktor ist und nicht die spezifische Leistung P/m (in Watt/kg).
Deswegen sind Zeitfahrspezialisten in der Regel etwas schwerer und kräftiger als die leichtgewichtigen
Bergfahrer.
Wie schnell kann man zum Gipfel von Alpe d’Huez hochradeln?Um diese Frage zu beantworten, verwenden wir die Formel, die wir bereits für den Empire State Building
Run-Up benutzt haben:
t = E / P = m . g . h / P = 9,81 . 1.071 / (P/m)
Wir wissen, dass sich das Ziel, bezogen auf den Start, auf einer Höhe (h) von 1.071 m16 befindet. Wie
beim Empire State Building Run Up-Treppenlauf stellen wir fest, dass die spezifische Leistung P/m (in
Watt/kg) der bestimmende Faktor ist. Bei Anstiegen wiegt jedes Kilogramm, das man mit sich nach oben
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schleppen muss, schwer. Deshalb sind die besten Bergfahrer immer Leichtgewichte mit so wenig Körper-
fett wie möglich.
Die folgende Abbildung zeigt die erreichbaren Zeiten für einen Anstieg nach Alpe d’Huez in Abhängigkeit
von der spezifischen Leistung in Watt/kg. Dabei haben wir die Zeit um 40 % erhöht, um Einflussfaktoren
wie das Gewicht des Rads, Rollwiderstand, Luftwiderstand und mechanischen Widerstand zu kompensieren.
Wir sehen, dass eine spezifische Ausgangsleistung von 6,5 Watt/kg für den Rekord von Marco Pantani
(37:35 min) erforderlich ist. Das ist mehr als die 6,2 Watt/kg, die Chris Froome erstrampelte, und sollte
mit gewissem Argwohn betrachtet werden, insbesondere, da Pantani dieses Ergebnis in dünner Bergluft
erzielte. In einem späteren Kapitel werden wir noch näher auf diesen letzten Faktor eingehen. An dieser
Stelle sei nur hinzugefügt, dass Pantani um einiges leichter war als Froome (57 kg gegenüber 67 kg),
das heißt, seine Gesamtausgangsleistung war geringer als Froomes (370 Watt gegenüber 415 Watt). Mit
„nur“ 370 Watt radelte Pantani fast drei Minuten schneller den Berg hoch als Froome mit 415 Watt. Das
bekräftigt die These, dass bei Anstiegen nicht die Gesamtausgangsleistung (in Watt) der entscheidende
Faktor ist, sondern die spezifische Leistung (in Watt/kg).
Schließlich haben wir berechnet, dass unser Marathonmann mit seiner spezifischen Leistung von
3,37 Watt/kg sowie ausreichendem Training und Talent den Gipfel nach 73 Minuten erreichen müsste.
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10 LEISTUNGSVORAUS-SETZUNGEN FÜR VERSCHIEDENE SPORTARTEN II
"Das Leben wird vorwärts gelebt und rückwärts verstanden." – Sören Aabye Kierkegaard
In diesem Kapitel wollen wir untersuchen, wie schnell man mit dem menschlichen Motor mit beziehungs-
weise ohne Schlittschuhe laufen kann. Wir werden sehen, dass beim Eisschnelllaufen die Gesamtleistung
P (in Watt) der entscheidende Faktor ist, beim Laufen dagegen die spezifische Leistung P/m (in Watt/
kg). Deshalb sind Eisschnellläufer gewöhnlich schwerer und kräftiger als Läufer. Der Niederländer Sven
Kramer, mehrfacher Olympiasieger und Weltmeister im Eisschnelllaufen, wiegt beispielsweise 84 kg. Der
ehemalige äthiopische Weltklasse-Langstreckenläufer Haile Gebrselassie bringt dagegen nur 56 kg auf
die Waage.
Auch hier gilt für unsere Berechnungen, dass man nicht automatisch in der einen Disziplin genauso gut
ist wie in der anderen. Selbstverständlich hängt die Leistung des menschlichen Motors auch von ausrei-
chendem Training und Talent ab.
Wie schnell kann man Eislaufen? Das Eisschnelllaufen lässt sich mit dem Radrennfahren vergleichen. In beiden Sportarten bestimmt vor
allem der Luftwiderstand die erreichbare Geschwindigkeit. Wir benutzen somit dieselbe Formel, wobei der
Gleitwiderstand der Schlittschuhe mit dem Eis vernachlässigt wird:
P = 0,5 . . cdA . v3
Bei dieser Formel ist die Luftdichte (1,293 kg/m3 bei 0 °C), cdA der Luftwiderstandskoeffizient (0,28 m2
für einen Eisschnellläufer) und v die Geschwindigkeit in m/s. Dementsprechend lässt sich die erreichbare
Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Gesamtleistung P in Watt berechnen. Um die Vernachlässigung
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des Gleitwiderstands zu kompensieren, haben wir die Geschwindigkeit um 35 % reduziert. Hiermit haben
wir die erreichbare Geschwindigkeit sowie die Endzeit für die 10.000 m, der Domäne von Sven Kramer,
berechnet (siehe Abbildung Folgeseite).
Ungeachtet der oben genannten Vereinfachungen kommt die Kurve den gemessenen Leistungen sehr
nahe. Wir haben ihr den Bahnrekord von 12:45 Minuten zugrunde gelegt, den Sven Kramer im Thi-
alf-Centre im niederländischen Heerenveen3 aufgestellt hat. Nach unseren Berechnungen betrug seine
Ausgangsleistung in dem Rennen 589 Watt beziehungsweise 7,0 Watt/kg. Dieser Wert ist extrem hoch,
doch wir dürfen dabei nicht vergessen, dass er die Leistung nur knapp 13 Minuten halten musste.
Sven Kramer gewinnt die Eisschnelllauf-Mehrkampf-Europameisterschaften 2016 im weißrussischen Minsk..
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Unser Marathonmann könnte mit seiner Leistung von 235 Watt eine Zeit von 17:17 Minuten erzielen,
vorausgesetzt, er hat genug trainiert, und er läuft technisch so perfekt wie Sven Kramer.
Zusammenfassend kommen wir zu dem Schluss, dass beim Eisschnelllaufen die Gesamtleistung P (in
Watt) der bestimmende Faktor ist und nicht die spezifische Leistung P/m (in Watt/kg).
Wie schnell kann man laufen?Vernachlässigen wir den Luftwiderstand und gehen außerdem von einem flachen Parcours von einer Län-
ge d aus, lässt sich die Geschwindigkeit aus der folgenden Formel ableiten:
P = E/t = c . m . d/t = c . m . v
Wie bereits erwähnt, beträgt der Wert für die spezifischen Energiekosten des Laufens c = 0,98 (in kJ/kg/km).
Damit erhalten wir für die Geschwindigkeit
v = (P/m)/0,98 (in m/s).
Das bedeutet, dass die Geschwindigkeit direkt proportional zur spezifischen Leistung P/m (in Watt/kg)
ist. Da wir gewöhnlich die Geschwindigkeit in km/h und nicht in m/s ausdrücken, müssen wir mit dem
Faktor 3,6 multiplizieren. Daraus ergibt sich
v = 3,67 . (P/m) (in km/h).
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Das ist eine einfache Formel für den Zusammenhang zwischen spezifischer Leistung und erreichbarer
Geschwindigkeit. Unter dieser Voraussetzung haben wir die erreichbare Geschwindigkeit ermittelt und sie
in die 10.000-m-Zeit für ein Bahnrennen umgerechnet. Um die Vernachlässigung des Luftwiderstands zu
kompensieren, haben wir in der unten stehenden Abbildung die Laufzeit um 10 % erhöht.
Ungeachtet oben genannter Vereinfachungen lassen sich aus der Grafik Wettkampfzeiten zuverlässig
vorhersagen. Wir haben ihr Kenenisa Bekeles3 Weltrekord von 26:17 Minuten zugrunde gelegt. Nach
unseren Berechnungen betrug seine spezifische Ausgangsleistung in dem Rennen 6,8 Watt/kg. Bekele
wiegt 56 kg, das heißt, seine Gesamtausgangsleistung lag bei 383 Watt. Damit ist sie wesentlich niedri-
ger als die von Sven Kramer und Bradley Wiggins. Allerdings ist seine spezifische Leistung (in Watt/kg)
recht hoch, da er sie länger als 26 Minuten aufrechterhielt. In späteren Kapiteln werden wir noch näher
auf den Zusammenhang zwischen Leistung und Wettkampfzeit eingehen. Dort werden wir auch zeigen,
dass die Grenze der menschlichen Leistung für eine einstündige Ausdauerbelastung bei 6,4 Watt/kg
liegt. Im Allgemeinen wird die Leistung, die man eine Stunde halten kann, als funktionelle Schwellen-
leistung (Functional Threshold Power, FTP) bezeichnet. Die erreichbare Geschwindigkeit für eine FTP von
6,4 Watt/kg entspricht bei Anwendung obiger Formel (3,67/1,10) . 6,4 = 21,35 km/h. Gegenwärtig
liegt der Weltrekord für den Stundenlauf, aufgestellt von Haile Gebrselassie, bei 21,285 km. Dieses Ergeb-
nis kommt dem errechneten Wert ziemlich nah.
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Unser Marathonmann könnte bei ausreichendem Training und Talent mit seiner spezifischen Leistung von
3,37 Watt/kg eine Zeit von 53:31 Minuten in einem 10.000-m-Lauf erreichen.
Zusammenfassend stellen wir fest, dass sich einfache und interessante Berechnungen für die erreichbare
Leistung in einer Vielzahl von Ausdauersportarten anstellen lassen. Die Gesamtleistung P (in Watt) ist der
entscheidende Faktor bei Sportarten, bei denen der Luftwiderstand eine entscheidende Rolle spielt, wie
etwa beim Eisschnelllaufen oder bei einem Radrennen auf einem flachen Parcours. Demgegenüber ist bei
sportlichen Aktivitäten, bei denen die Schwerkraft von Bedeutung ist, etwa bei einem Treppenlauf, einer
Bergetappe oder einem Marathon (auch auf einem flachen Parcours, da die Beine das Körpergewicht bei
jedem Schritt stemmen müssen), die spezifische Leistung P/m (in Watt/kg) der entscheidende Faktor.
Bisher haben wir vereinfachte Berechnungen angestellt, bei denen der Einfluss mehrerer leistungsbestim-
mender Faktoren vernachlässigt beziehungsweise geschätzt wurde, wie:
1. der Einfluss der Belastungsdauer auf die Ausgangsleistung des menschlichen Motors;
2. der Einfluss verschiedener Widerstände, wie Luftwiderstand, Rollwiderstand, Gleitwiderstand, mecha-
nischer Widerstand und Steigungswiderstand;
3. der Einfluss dünner Bergluft;
4. der Einfluss von Training, Alter, Geschlecht und Ausrüstung auf die Ausgangsleistung des menschli-
chen Motors.
In den nächsten Kapiteln werden wir ein vollständiges Modell der Physik des Laufens und des menschli-
chen Motors entwickeln, mit dem sich der Einfluss der verschiedenen Faktoren auf die mögliche Laufzeit
ermitteln lässt. Wir hoffen und erwarten, dass der Leser am Ende mit dem erworbenen Wissen die Leistung
seines eigenen menschlichen Motors feststellen und anschließend berechnen kann, welche Laufzeiten für
ihn auf verschiedenen Distanzen bei unterschiedlichen Bedingungen zu erreichen sind.
Der mehrfache äthiopische Olympiasieger und Weltmeister Kenenisa Bekele (links) mit einem saudiarabischen Trainingspartner Mukhlid
Alotaibi, der an drei Olympischen Spielen teilgenommen hat (Beijing, London und Rio)
17_01_27_Das Geheimnis des Laufens_si_kg.indd 66 27.01.17 10:13
lEIStungSvorAuS SEtzungEn für vErSchIEDEnE S�ortArtEn II
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Unser Marathonmann könnte bei ausreichendem Training und Talent mit seiner spezifischen Leistung von
3,37 Watt/kg eine Zeit von 53:31 Minuten in einem 10.000-m-Lauf erreichen.
Zusammenfassend stellen wir fest, dass sich einfache und interessante Berechnungen für die erreichbare
Leistung in einer Vielzahl von Ausdauersportarten anstellen lassen. Die Gesamtleistung P (in Watt) ist der
entscheidende Faktor bei Sportarten, bei denen der Luftwiderstand eine entscheidende Rolle spielt, wie
etwa beim Eisschnelllaufen oder bei einem Radrennen auf einem flachen Parcours. Demgegenüber ist bei
sportlichen Aktivitäten, bei denen die Schwerkraft von Bedeutung ist, etwa bei einem Treppenlauf, einer
Bergetappe oder einem Marathon (auch auf einem flachen Parcours, da die Beine das Körpergewicht bei
jedem Schritt stemmen müssen), die spezifische Leistung P/m (in Watt/kg) der entscheidende Faktor.
Bisher haben wir vereinfachte Berechnungen angestellt, bei denen der Einfluss mehrerer leistungsbestim-
mender Faktoren vernachlässigt beziehungsweise geschätzt wurde, wie:
1. der Einfluss der Belastungsdauer auf die Ausgangsleistung des menschlichen Motors;
2. der Einfluss verschiedener Widerstände, wie Luftwiderstand, Rollwiderstand, Gleitwiderstand, mecha-
nischer Widerstand und Steigungswiderstand;
3. der Einfluss dünner Bergluft;
4. der Einfluss von Training, Alter, Geschlecht und Ausrüstung auf die Ausgangsleistung des menschli-
chen Motors.
In den nächsten Kapiteln werden wir ein vollständiges Modell der Physik des Laufens und des menschli-
chen Motors entwickeln, mit dem sich der Einfluss der verschiedenen Faktoren auf die mögliche Laufzeit
ermitteln lässt. Wir hoffen und erwarten, dass der Leser am Ende mit dem erworbenen Wissen die Leistung
seines eigenen menschlichen Motors feststellen und anschließend berechnen kann, welche Laufzeiten für
ihn auf verschiedenen Distanzen bei unterschiedlichen Bedingungen zu erreichen sind.
Der mehrfache äthiopische Olympiasieger und Weltmeister Kenenisa Bekele (links) mit einem saudiarabischen Trainingspartner Mukhlid
Alotaibi, der an drei Olympischen Spielen teilgenommen hat (Beijing, London und Rio)
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