Icon up Overzicht

Marathon onder de twee uur (Exaktueel)

Onderwerp: rechtlijnige beweging, kracht en beweging

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.

Op zaterdag 6 mei 2017 probeerden drie Afrikaanse atleten om de marathon onder de 2 uur te lopen. Deze recordpoging op de 42 kilometer en 195 meter is goedbeschouwd een grote marketingstunt van Nike. Het Amerikaanse sportkledingmerk heeft een groep wetenschappers aan het werk gezet die op alle denkbare gebieden marginale winst hopen te boeken, zodat het huidige wereldrecord van 2.02,57 (gelopen door de Keniaan Dennis Kimetto in de marathon van Berlijn in 2014) wordt gebroken.


Dennis Kimetto, bron: Wikipedia.

a) Bereken de gemiddelde snelheid is Kimetto liep tijdens de marathon van Berlijn in 2014.

Schoenen

Op nu.nl stond op 5 mei een uitgebreid artikel over deze recordpoging. In dit artikel wordt geschreven dat er speciale schoenen geproduceerd zijn voor deze recordpoging. De schoenen zijn met 200 gram extreem licht.

b) Leg uit waarom het van belang is dat de schoenen zo licht mogelijk zijn.

Hardloopschoenen bevatten vaak een dikke zool die een beetje indeukt tijdens landen.

c) Noem een voordeel en een nadeel van zo’n indeukende zool.

De zool van de speciale schoenen is gemaakt van een nieuw soort schuim en gebogen carbon wat ervoor zorgt dat de lopers bij dezelfde snelheid vier procent minder energie verbruiken dan lopers op andere schoenen.

Ondergrond

De recordpoging vond plaats op het racecircuit van Monza in Italië, waar zeventien ronden van 2,4 kilometer worden afgelegd. Wetenschappers kozen voor deze locatie vanwege verschillende omgevingsfactoren, zoals de temperatuur, luchtdruk en wind. De ondergrond van het circuit wordt als optimaal beschouwd voor de recordpoging.

Op prorun.nl wordt een temperatuur tussen de 5 en 10 °C de ideale temperatuur voor een marathon genoemd.

d) Noem een nadeel voor de atleet als de temperatuur hoger is. Noem ook een nadeel voor de atleet als de temperatuur lager is.

e) Leg uit waarom de luchtdruk niet te hoog moet zijn.

Tijdens het rennen kun je de wind zowel mee als tegen hebben. Voor de volgende vraag nemen we aan dat het circuit bestaat uit 2 lange rechte stukken van 1 km, verbonden door 2 ruime bochten. Op het eerste stuk heb je de wind mee, waardoor je 0,5 km/h harder rent. Op het tweede stuk heb je de wind tegen, waardoor je 0,5 km/h zachter rent.

f) Leg uit of je gemiddelde snelheid op het circuit nu groter, kleiner of hetzelfde is als wanneer er geen wind zou staan.

Hazen

Bij wielrenwedstrijden fietsen de wielrenners graag zo dicht mogelijk achter elkaar.

g) Leg uit waarom wielrenners graag zo dicht mogelijk achter elkaar fietsen.

Bij het hardlopen wordt er gebruik gemaakt van hazen. Dit zijn atleten die een deel van de wedstrijd vóór de andere atleten rennen.

h) Noem twee andere voordelen voor de atleten als er hazen gebruikt worden tijdens de recordpoging.

Gelukt?

Is het met al deze maatregelen nou gelukt? Ja en nee. Ja, de snelste atleet (Eliud Kipchoge) was sneller dan het wereldrecord. Hij liep de marathon in 2 uur en 23 seconde. Maar de marathon onder de twee uur is nog niet gelukt. Adidas heeft al aangegeven met een nieuwe poging bezig te zijn…


Eliud Kipchoge, bron: Wikipedia.

i) Bereken de gemiddelde snelheid van deze poging en vergelijk deze met de gemiddelde snelheid tijdens het officiële wereldrecord in Berlijn uit 2014.

We hebben eerder gezien dat de nieuwe schoenen ervoor zorgen dat de lopers bij dezelfde snelheid vier procent minder energie verbuiken dan lopers op andere schoenen. In werkelijkheid gaat de atleet natuurlijk niet minder energie gebruiken, maar harder lopen.

j) Bereken de tijdwinst in procenten. Komt deze overeen met de genoemde vier procent?