Een model voor lopen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Een model voor lopen

Een model voor lopen

In deze paragraaf leer je:

Hoe de slingerfrequentie van een been en zuinigheid met energie de loopsnelheid bepalen.

Welke factoren bepalen wanneer je overgaat van wandelen op rennen.

Loopcyclus

1. Je zwaait je linkerbeen naar voren, je rechterbeen blijft staan;

2. Je linkerbeen komt op de grond en je zet af met je rechterbeen;

3. Je zwaait je rechterbeen naar voren, je linkerbeen blijft staan;

4. Je rechterbeen komt op de grond en je zet af met je linkerbeen.

Zo min mogelijk energie gebruiken:

Staplengte klein: zwaartepunt op ongeveer dezelfde hoogte wat energie                                               scheelt.

Stapfrequentie omhoog: is nodig om dezelfde snelheid te houden, wat                                                                 meer energie kost.

       staplengte en stapfrequentie aanpassen aan de beenlengte

= natuurlijke frequentie

Hoe langer de benen (slinger), hoe kleiner de frequentie

en hoe groter de staplengte

Lopen als slingerbeweging

figuur 2 en 3 in je boek

Je bekken als scharnierpunt

Dan voet als scharnierpunt

Dan weer je bekken als scharnierpunt

Zwaartepunt gaat op-en-neer

Zwaartepunt in een boog

omhoog

omlaag

E​k​​=​2​​1​​mv​2​​

E​z​​=mgh

hoogteverschil of snelheid uitrekenen

mgh=​2​​1​​mv​2​​

E​z​​=E​k​​

h=​2g​​v​2​​​​

mgh=​2​​1​​mv​2​​

/

/

v=√​2gh​​​

lopen       rennen

Getal van Froude

(Een getal zonder eenheid om de beweging van mensen en dieren met elkaar te kunnen vergelijken)

< 0,5 = lopen

0,5 < 2,5 = rennen, draf

> 2,5 = onregelmatig zoals galloperen

lopen       rennen

Alles kost chemische energie

Wanneer rennen minder energie kost dan lopen, 

ga je vanzelf rennen.

v  > 8,0 km/h

per uur, dus ook per meter afgelegde afstand

grafiek figuur 5

Getal van Froude

       v = snelheid (ms-1)

       g = valversnelling (ms-2)

       l = beenlengte (m)

F​r​​=​g⋅l​​v​2​​​​

Weet je nu...?

Hoe de slingerfrequentie van een been en zuinigheid met energie de loopsnelheid bepalen.

Welke factoren bepalen wanneer je overgaat van wandelen op rennen.

Volgende les

Opgaven maken

Experiment 1: plan maken