Vraag:
Zijn de watt scores/haal op de rowperfect en de Concept2 ergometers vergelijkbaar ?

Toelichting:
Beide ergometers drukken de arbeid per haal uit in watt. Met het aantal halen per tijdseenheid berekenen ze een afgelegde afstand.
Bij de rowperfect is dat nog te verfijnen voor boottype en roeiersgewicht.
Maar meten ze de prestatie in watt op vergelijkbare wijze ?

De scores zijn niet vergelijkbaar omdat beiden machines enkel het vermogen meten dat wordt overgebracht op een deel van het systeem: het vliegwiel. Echter de mechanische efficientie van de concept2 is lager dan die van rowperfect en daarom zal bij een gelijke output van vermogen van de roeier het vliegwiel van de concept2 een lager input aan vermogen ontvangen.

Bij de rowperfect wordt minder massa heen en weer bewogen (waarbij energie verloren gaat) voor dezelfde beweging van de sporter en daarom kost eenzelfde beweging minder energie ofwel de machine is efficienter voor wat betreft het rond laten draaien van het vliegwiel (ofwel er komen meer watts in het vliegwiel op de rowperfect).

De waarden zijn dus vergelijkbaar voor wat betreft de energie input in het vliegwiel maar niet voor wat betreft de energie output van de roeier.

Hoewel… ook wat betreft de energie input in het vliegwiel zijn de waarden niet vergelijkbaar:

De afstand/snelheid op de concept2 (pm3 en 4) wordt bepaald door het aantal omwentelingen van het vliegwiel te meten (met een correctie voor de dragfactor). Aan de hand hiervan wordt het vermogen bepaald. Voor de concept2 wordt dus niet direct het vermogen bepaald en het weergegeven vermogen is dus ook niet echt het vermogen dat in het vliegwiel is gestopt. (Ik weet niet hoe het met de rowperfect zit maar ik verwacht dat het daar netter wordt gedaan.)

Je kunt dit eenvoudig zien als je een aantal harde halen maakt en vervolgens een hele zachte. Die hele zachte haal heeft nog steeds een hoog vermogen terwijl het toch wel een zachte haal zou moeten zijn. Het is dan ook niet het echte vermogen dat wordt weergegeven maar enkel de snelheid omgerekend naar vermogen (w=2.8*v^3). De snelheid kan nog steeds hoog zijn ook al maak je een zachte haal (dankzij die voorafgaande harde halen).

Hallo Tinus,

Het rare is dat er wel gekeken en gemeten is naar verschillen tussen boot, RP en Concept: zie www.biorow.com Dr.Valery Kleshnev, Rowing Biomechanics Newsletter 3(5) march 2005 Beijing.
Ze meten de output als volgt:
METHODS: The measurements were conducted using RowBot-3 data acquisition system
(12bit, 25Hz).The handle force in the boat was measured using a custom made straingauged
transducer mounted on the oar shaft. On both rowing machines the handle force was
measured using modified E-Row system (WEBA Sport, Austria). All force transducers were
dynamically calibrated using SB0-200 load cell (Davidson Measurement, Australia)
connected in parallel to the RowBot3 system.
Die meetapparatuur verkopen zij ook denk ik.
Maar jammer genoeg zetten ze er niet bij wat de display van de ergometer laat zien vergeleken met wat zij meten.
RP (Uk) liet me weten dat zij wel geprobeerd hebben een Concept2 score na te bootsen op de RP maar daarmee gestopt zijn omdat de Concept geen lineair verband laat zien tussen tempo en wattage. Waarschijnlijk bedoelen ze het fenomeen dat jij ook noemt dat concept de snelheid van het wiel meet, ipv de versnelling per haal. Misschien dat ik Biorow eens op het spoor probeer te zetten.

Zijn ze vergelijkbaar? Ja, ze zijn uiteraard wel vergelijkbaar zoals Kleshnev doet maar dan net zoals je appels en peren kunt vergelijken. Ze zijn niet hetzelfde.

Kleshnev maakt overigens gebruik van hetzelfde systeem (E-Row) voor beide de RP en de C2 (waar vindt je die methods eigenlijk?). Op die manier wordt de energie input van het vliegwiel op dezelfde manier gemeten en heeft mijn tweede opmerking in mijn eerdere bericht geen effect. Daarnaast gaat het voor Kleshnev ook juist om de verschillen. Het is de bedoeling dat de scores niet gelijk zijn voor de verschillende machines. Niet omdat de meetmethodes niet hetzelfde zijn maar omdat de apparaten niet hetzelfde zijn.

Het is nog wel een probleem hoe je dan vervolgens die hoeveelheden watts (die exact vergelijkbaar zijn als in: ze omschrijven precies hoeveel energie er in het vliegwiel gaat) omrekend naar bootsnelheid (volgens de twee punten in mijn eerdere bericht).

- Je kunt voor hoeveelheid afgelegde meters niet eenvoudig naar de hoeveelheid energie (of vermogen) per haal kijken omdat de manier waarop je die energie levert ook nog een kleine invloed heeft op de hoeveelheid omwentelingen van het vliegwiel. Als je zodanig roeit dat het vliegwiel een constantere snelheid heeft bij een gelijke energie input in het vliegwiel dan zal het vliegwiel meer rondjes draaien. (Ik heb zelf een programmatje waarmee ik energie input naar het vliegwiel bepaal zoals deze echt is maar los daarvan de afstand bereken zoals concept2 dat zou doen en niet door de echte watts op de een of andere manier om te rekenen naar snelheid)

- Als je dan toch besluit om vermogen direct om te rekenen naar snelheid en niet te kijken naar de omwentelingen van het vliegwiel (Dus de kleine invloed van snelheids variaties van het vliegwiel negeert in de relatie tussen gemiddelde snelheid en gemiddeld vermogen.) dan heb je nog het probleem dat ‘de energie in het vliegwiel van de C2’ op een andere manier een benadering is van de bootsnelheid is dan ‘de energie in het vliegwiel van de RP’ dat is. Je zou dit kunnen gelijktrekken met een omrekenings factor maar die factor is nooit het hetzelfde voor verschillende roeiers en roeistijlen. De ene roeier of stijl verspilt meer energie met het heen en weer bewegen dan de ander.

In het betreffende RBN issue (maart 2005) op pagina 3 zie je overigens nog wel dat op de C2 bij hetzelfde tempo ongeveer 5% minder vermogen (als in netto vermogen, datgene dat de hendel beweegt) wordt gemeten. Je kunt dan wel bij het vermogen in de hendel van de C2 5% extra optellen om zo goed te maken voor het extra benodigde vermogen voor het heen en weer bewegen en zo te vergelijken met de RP maar het is nooit exact.

Op verzoek van de heren van C2 benelux een korte reactie van mijn kant: (over de C2 ergometer, van de RP heb ik geen verstand). Hieronder een aantal reacties op opmerkingen hiervoor. (Sorry voor de technische praat af-en-toe)

- Onder mechanische efficientie wordt over het algemeen verstaan dat deel van de metabole energie dat omgezet wordt in mechanische energie. Is bij roeien/ergometeren circa 0.2. (maw 20% van de verbrande energie wordt in het vliegwiel gestopt)
Er is weinig reden aan te nemen dat dit bij de C2 anders is dan bij de RP.
NB: netto gaat er GEEN energie zitten in het versnellen /vertragen van je lichaam. Zie bijv.: http://journals.lww.com/acsm-msse/Abstract/2009/05000/Gross_Efficiency_during_Rowing_Is_Not_Affected_by.15.aspx

- Wat mij betreft zijn beide ergometers wel vergelijkbaar. In beide gevallen wordt ALLE mechanische energie overgedragen naar het vliegwiel. (muv kleine wrijvingsverliezen bij bijvoorbeeld het bankje). Zie ook opmerking hierboven

- De C2 meet inderdaad het aantal omwentelingen. Die worden vervolgens omgerekend naar virtuele bootsnelheid. De relatie tussen omwentelingen en virtuele bootsnelheid is lineair. De vermenigvuldigingsfactor (Feitelijk de luchtwrijvingsconstante) wordt bepaald tijdens de recover uit vliegwielvertraging. Met bekende traagheid van het vliegwiel is de luchtwrijvingsconstante namelijk de enige onbekende in de energie vergelijking.

- De PM2/3/4 monitor rekent vermogen uit uit de snelheid per haal. Dit impliceert dat de monitor alleen het vermogen weergeeft dat opgaat aan het overwinnen van luchtweerstand. Het vermogennodig om het vliegwiel te versnellen wordt niet weergegeven. Dit is eigenlijk alleen tijdens de start een probleem, vanwege de hoge traagheid van het vliegwiel. Of de PM2/3/4 rekening houdt met snelheidsfluctuaties van het vliegwiel per cyclus weet ik niet. Als ‘ie (semi) instantaan vermogen bepaald en dan middelt, dan wel.
Overigens hebben beide ’foutjes’ in de bepaling van het vermogen geen effect op de uitgerekende virtuele bootafstand, dus slim ‘cheaten’ kan niet tijdens een 2k-test.

- de C2 monitor blijkt zeer accuraat (verbaasde ik mij over). Ik heb dezelfde metingen uitgevoerd als Kleshnev (maar dan met veel betere apparatuur, mn voor wat betreft het bepalen van handle-snelheid :-) ) en vond max 1% afwijking tussen meetwaardes en monitor-waardes

- Conclusie: op constante snelheid geeft de C2 een juiste weergaven van het vermogen. Bij de start wordt het vermogen dat gaat zitten in vliegwielversnelling niet weergegeven. Op het bepalen van de afgelegde afstand heeft dit geen effect.

Groet, Mathijs

PS: zoals ik hierboven schreef plaats ik deze reactie op verzoek. Ik ben zelf niet zo actief op dit discussieforum. Extra info evt via m.hofmijster@fbw.vu.nl
PS2: hopelijk ten overvloedde: ik ben op geen enkele wijze verbonden aan concept 2.

[quote:e6daff1584=“Mathijs”]
- Onder mechanische efficientie wordt over het algemeen verstaan dat deel van de metabole energie dat omgezet wordt in mechanische energie. Is bij roeien/ergometeren circa 0.2. (maw 20% van de verbrande energie wordt in het vliegwiel gestopt)
Er is weinig reden aan te nemen dat dit bij de C2 anders is dan bij de RP.
NB: netto gaat er GEEN energie zitten in het versnellen /vertragen van je lichaam. Zie bijv.: http://journals.lww.com/acsm-msse/Abstract/2009/05000/Gross_Efficiency_during_Rowing_Is_Not_Affected_by.15.aspx
[/quote:e6daff1584]

Het geciteerde artikel is geen bewijs dat de versnelling van het lichaam geen energie kost wanneer men op een C2 roeit.
Een mogelijke reden dat een hoger tempo geen significante invloed heeft op gross efficiency, ondank dat het meer energie kost om sneller heen en weer te bewegen, is omdat bij een hoger tempo het vliegwiel kleinere snelheids fluctuaties heeft wat weer een positief effect heeft op de efficiency. Bij een hoger tempo kost het minder vermogen om het vliegwiel op een bepaalde gemiddelde snelheid te laten draaien. Als vermogen wordt bepaald door deze te bepalen aan de hand van de gemiddelde snelheid dan wordt een systematische fout gemaakt.
Overigens gaat het artikel over ergometers op slides. De energie van de beweging van het lichaam is dan een stuk minder.

Ik heb het een keer grof gemodeleerd (concept 2 zonder slides) en kwam voor mijn situatie uit op een tempo 30 als meest efficient maar bij een tempo 40 zou het verschil nog minder dan een seconde zijn op een 2 kilometer. Voorbij tempo 40 werd de efficientie wel snel een stuk minder.

Ik stel een veel simpeler onderzoekje voor. zet een ergometer een keer op slides en een keer niet op slides. Elke roeier die deze variatie mee heeft gemaakt zal beamen dat een betere tijd wordt gehaald met de situatie op de slides zonder dat dit meer moeite kost (ofwel betere mechanische efficientie… niet die van de roeier, maar die van het apparaat).

Mechanisch gezien kost versnellen/vertragen van het lichaam gemiddeld per definitie geen energie bij periodiek steady state roeien. Wat er metabool gebeurd is nauwelijks te bepalen ivm redundantie van het bewegingsapparaat (er zijn voor de spieren ontelbaar veel manieren om dezelfde beweging uit te voeren). Een grove benadering is het bepalen van de zuurstofopname. Dat staat oa beschreven in het aangehaalde artikel (waar ik overigens auteur van ben). Ik ben zeer benieuwd hoe jij dat dmv een grof model hebt weten op te lossen. De resultaten van die studie zijn voor mij reden om aan te nemen dat het allemaal wel mee zal vallen voor wat betreft de energie die het kost om het lichaam heen-en-weer te bewegen. Overigens beweegt het lichaam t.o.v de ergometer in alle situatie net zo hard heen-en-weer… (al ben ik met je eens dat het mechanisch niet hetzelfde is in alle situaties)

Wat is mechanische efficientie van het apparaat? Snap ik niet. Overigens ken ik genoeg roeiers die het tegenovergestelde beweren (“energie die verloren gaat in de slides”: op zich een valide argument, al betwijfel ik of daar noemenswaardige hoeveelheden verloren gaan)

[quote:b786824814=“Mathijs”]Ik ben zeer benieuwd hoe jij dat dmv een grof model hebt weten op te lossen. De resultaten van die studie zijn voor mij reden om aan te nemen dat het allemaal wel mee zal vallen voor wat betreft de energie die het kost om het lichaam heen-en-weer te bewegen.[/quote:b786824814]

Het valt ook wel mee wat betreft de energie die het kost om heen en weer te bewegen maar dat is voor een ergometer op slides. Op slides heeft een zelfde beweging minder kinetische energie en het van verlies van deze energie in de keerpunten (ik ben het eens dat dit zeker geen 100% verlies is maar eerder in de buurt van 50% of wie weet wel nog minder) is dan ook kleiner. In de boot is het nog minder van belang omdat de fluctuatie van de bootsnelheid een veel belangrijkere factor is bij het veranderen van het tempo.

In mijn model (Geen metingen maar gewoon berekeningen, die ik nu inmiddels weer kwijt ben. Ik heb nog wel het model voor de roeiboot.) ging ik uit van een vermogen van 370W op 2k, een massa van 75kg en een vaste haalcurve. Ik deed nog wat andere aannames waaronder een schatting dat van de kinetische energie in het heen en weer bewegen 50% verloren raakt (het is dus niet een bewijs dat meer kinetische energie verloren raaktbij hoger tempo, dat was mijn aanname, maar een bewijs dat het verliezen van deze energie resulteert in een klein effect dat ook nog eens in belans is met een ander tegenovergesteld effect waardoor het resultaat een weinig significant effect op de snelheid is en lastig meetbaar met 17 dames op ergometers op slides).

Ik ging er vanuit dat alle kinetsch energie in de drive kan worden gebruikt voor de versnelling van het vliegwiel en dat bij de catch wel alles verloren raakt (zo dus die 50% bij een recovery/drive ratio van 1:1). Ik geloof nu dat dit wat minder dan 50% is. Er wordt namelijk nog wel kinetische energie als elastische energie opgeslagen in de benen welke opnieuw kan worden gebruikt.

In mijn model veranderde ik de haallengte en tempo zodanig dat vermogen gelijk bleef. ergens bij de tempo 30 kwam ik uit op de beste tijd. Bij tempo 40 was er nog geen seconde verschil. Het energie verlies van het heen en weer bewegen was ongeveer 10 a 20 Watt.

Haallengte en tempo wijzigen is nogal ruw. In werkelijkheid zou iemand ook versnellen door bijvoorbeeld wat vlotter in de keerpunten te zijn of het ritme aan te passen. Hierdoor zou dan de haalcurve (positief) veranderen. Ik geloof dat in de praktijk tempo nog minder invloed heeft maar dat het heen en weer bewegen energie blijft kosten. Het is door de balans met het positieve effect van de kleinere snelheidsfluctuaties dat het op de C2, voor wat betreft efficientie, niet zoveel uit maakt welk tempo je hebt.

[quote:b786824814=“Mathijs”]Overigens beweegt het lichaam t.o.v de ergometer in alle situatie net zo hard heen-en-weer… (al ben ik met je eens dat het mechanisch niet hetzelfde is in alle situaties)[/quote:b786824814]

Tsja, het lichaam beweegt net zo hard ten opzichte van de slides maar in het ene geval kost het minder energie dan in het andere geval.

[quote:b786824814=“Mathijs”]Wat is mechanische efficientie van het apparaat? Snap ik niet. Overigens ken ik genoeg roeiers die het tegenovergestelde beweren (“energie die verloren gaat in de slides”: op zich een valide argument, al betwijfel ik of daar noemenswaardige hoeveelheden verloren gaan)[/quote:b786824814]

Zoiets als, je stopt een x aantal watts in een apparaat en het apparaat gebruikt uiteindelijk maar ex aantal watts nuttig en de rest gaat verloren (zoals bijvoorbeeld energie die in de slides gaat). Mechanische efficientie van een apparaat is naar mij idee een heel normaal gebruik maar misschien dat inspannings fysiologen of biomechanici en natuurkundigen de termen verschillend gebruiken.

Tinus en Mathijs, bedankt voor jullie reactie , er gaat een wereld voor me open.
Naast jullie discussie heb ik nog dingen op internet gegoocheld die jullie wel bekend zullen zijn:
Marinus van Holst: Behind the Ergometer display http://homehccnet.nl/m.holst/ErgoDisp.html
Cas Rekers: Physics behind the Rowperfect advantage
http://www.rowperfect.com.au/physics.html
Anu Dudhia
http://www.atm.ox.ac.uk/rowing/physics
en een email van Dr. Valery Kleshnev dat zij de vergelijking tussen RP en C2 scores niet onderzocht heeft.

Wat opvalt is dat een aantal auteurs vooral bekijken hoe dicht de ergometerbeweging bij de roeibeweging in de boot aansluit (Kleshnev, Rekers); en dat Van Holst en Dudhia de wetten van de mechanica loslaten op werking van beide apparaten.

Mijn conclusies: Bij het meten van energie die aan het vliegwiel geleverd wordt kan weinig fout gaan, beide Ergs hanteren dezelfde variabelen (wrijvingsverlies en versnelling in omwenteling (of het saldo van beide). De RP telt hier nog bij de energie die de elastiek absorbeert. De berekende afstand is een aanname, waarbij de RP zelfs toelaat om de geleverde input terug te rekenen naar een virtuele prestatie over water .

De energie die het de roeier kost om het vliegwiel in beweging te brengen en dus de effiency van de beweging zelf, is moeilijk te bepalen maar de meeste auteurs zijn het er wel over eens dat het bewegen van het roeiersgewicht a 90 kg over de sliding van de erg meer energie kost bij de C2 dan het bewegen van het vliegwiel a 15 kg over de sliding van de RP., Dudhia berekent een verschil van een factor 6 per haal; Cas Rekers geeft 10-20% verschil aan in Watt. Als Mathijs betoogt dat dit verschil niet bestaat, tenminste voor de C2 op rails, staat hij hierin voorlopig alleen, (medisch-fysiologisch fenomeen ?). Alleen bij Klesnev zie je dit terug in een hogere geleverde kracht aan het vliegwiel van de RP tov de C2 bij een race over 2000 m.
De ergs hebben verder door hun afwijkende constructie een consistent verschil in de krachtcurve, de RP pakt beter op in het begin, de C2 heeft een hogere piek, maar de totale geleverde energie onder de curves is nagenoeg gelijk, concluderen de meeste auteurs. Representatief onderzoek ontbreekt .

Samenvattend: De score op de display van de (stilstaande) C2 zou tov de RP inderdaad lager uitkomen bij een “gegeven input” omdat: de energie gestoken in het oprekken van de elastiek en in het heen en weer bewegen over de sliding, niet als output van roeier worden meegeteld.

Deze vind je vast ook wel leuk:

http://www.atkinsopht.com/row/shelwork.htm

E en G in de figuur zijn dan van belang en verschillen mogelijk afhankelijk van op wat voor apparaat je zit. Ook de mechanische efficientie zoals ik het bedoelde komt dan langs.

Dat model gaat er overigens wel vanuit dat nogal veel kinetische energie verloren raakt wat in de praktijk niet zo is. Je kunt ook nog een pijl tekenen van E naar B (rbn 2006/10) en van G naar A (http://www.google.nl/#hl=en&q=%22utilization+of+stored+elastic+energy%22).

Ha Eduard,

Dat is geen “medisch-fysiologisch fenomeen”, dat is gewoon consequent toepassen van klassieke mechanica. Bij een steady state periodieke beweging is de verandering van kinetische energie per definitie gemiddeld nul. Dit is iets wat veel sportwetenschappers zich onvoldoende realiseren. Zij gaan er impliciet van uit dat een deel van de opgewekte kinetische energie bij versnellen gedissipeerd wordt in bijv. de spieren bij vertragen. Dat is voor een deel ook zeker waar. Echter: zoals hiervoor al aangegeven, een aanzienlijk deel van de kinetische energie van de roeier wordt bij afremmen aan het einde van de haal overgedragen naar het vliegwiel (vandaar ook dat je onderzoeksresultaten uit “unloaded” roeien niet mag vergelijken). Tevens is het goed mogelijk dat er energie opgeslagen wordt in elastische structuren (dit is voor eenvoudige taken als “enkelhoppen” ook aangetoond). Wat in ieder geval zeker is, is dat het momenteel nog onmogelijk is om de hoeveelheid kinetische energie die in het lichaam gedissipeerd wordt betrouwbaar te meten. Wat wel een interessant onderzoek zou zijn is om roeiers op een C2 en op een C2 op slides hetzelfde vermogen te laten leveren (submaximaal) en daarbij de zuurstofopname te meten. Ik zou dat vrij eenvoudig door een paar studenten kunnen laten uitvoeren. (Geinteresseerde meelezende studenten Bewegingswetenschappen kunnen zich bij deze bij mij melden ;-) )

Nog even wat betreft de mechanische efficientie van het apparaat: Het zou mij verbazen als die veel lager is dan 98% (voor C2 en RP). Een kettingoverbrenging is heel efficient. De rolwrijving van het bankje en van de slides is vrij laag. De wieltjes worden ook nauwelijks warm, toch? De mechanische efficientie van de ‘motor’ (de roeier) is trouwens iets van 20% (hier is veel literatuur over). Is dat die factor 6 (in mijn ogen zou dat dus 5 moeten zijn) van Dudhia misschien?)

Groet, Mathijs

PS: Dr Kleshnev is een man (met een dik Russisch accent) ;-)

PS2: @Tinus: net nog even goed gelezen wat je opschreef over je model. Volgens mij zitten we toch wel vrij aardig op 1 lijn. Heb je er eigenlijk wel rekening mee gehouden dat de erg op slides ook kinetische energie krijgt?

[quote:d56f49aa47=“Mathijs”]
De mechanische efficientie van de ‘motor’ (de roeier) is trouwens iets van 20% (hier is veel literatuur over). Is dat die factor 6 (in mijn ogen zou dat dus 5 moeten zijn) van Dudhia misschien?)

PS2: @Tinus: net nog even goed gelezen wat je opschreef over je model. Volgens mij zitten we toch wel vrij aardig op 1 lijn. Heb je er eigenlijk wel rekening mee gehouden dat de erg op slides ook kinetische energie krijgt?[/quote:d56f49aa47]

Die factor zes is het verschil in de hoeveelheid kinetische energie op een statische ergometer en een dynamische ergometer. En dan is het inderdaad nog de vraag in welke mate de cyclisch varierende hoeveelheid kinetische energie lijdt tot energie verlies. Het gebruik van de elastische energie rondom de catch lijkt mij echter wel een, nog steeds weinig begrepen, medisch/fysiologisch fenomeen.

Uintern kinetisch(v,mb,mr) = 1/2 * mr * (mb/(mb+mr)) * v^2

met mb en mr respectievelijk de boot/ergometer en de roeier massa en v het snelheids verschil tussen de twee (een vereenvoudiging dus omdat de roeier geen solide voorwerp is). Voor een statische ergometer benadert de factor mb/(mb+mr) de waarde 1 en voor een roeiboot of dynamische ergometer benadert de factor de waarde 1/6.

Heren,

Zeer boeiende discussie, waar volgens mij toch wel een paar opmerkelijkheden in sluipen:
[b:2776c065d9]
“Mechanisch gezien kost het versnellen / vertragen geen energie”:[/b:2776c065d9] dit is in principe natuurlijk niet juist. Het is alleen zo dat door sommige (trainings) effecten er sprake is van een zekere terugwinning van bewegingsenergie. Aan de voorkant door het als een veer spannen van de kuiten en de achterkant door het voldoende laat met de armen het laatste deel te doen. Aan de achterkant blijft staan dat dat voor een belangrijk deel met de buikspieren wordt doorgeleid wat forse kracht en dus zuurstof kost. Nog los ervan dat het “negatief versnellen” wel degelijk vermogen kost, kracht maal remweg is nog steeds vermogen.

Tweede orde effect is daarnaast dat bij toenemend tempo en de fijnafstemming verschuift, bv later beginnen met armen over kortere weg en de kwaliteit van de beweging door coördinatiemissers.

[b:2776c065d9]Proefopstelling[/b:2776c065d9]
Deze verliezen uit vertragen zijn inderdaad moeilijk te meten omdat roeiers veelal slechte fietsers zijn. “slecht”in de zin van beweging net zo relatief effectief geoefend. Een proefopstelling zou kunnen zijn om eerst een persoonlijke hartslag-vermogen curve op de ergometer en dan op de fiets te maken. Gegeven voorgaande zou op de fiets een iets hoger vermogen bij dezelfde hartslag moeten resulteren. Maar ook hier, te late ontspanning in de beweging is lastig te constateren.

[b:2776c065d9]De efficiency factor van de motor.[/b:2776c065d9]
Er wordt gesproken van een factor 0,2 of 20%. Dat zou inhouden dat een lichaam 80% warmte en 20% bewegingsenergie maakt.
De vaste factor 0,2 zou inhouden dat bij iedereen de verhouding tussen opgenomen zuurstof (liters per minuut) en watten output gelijk is. Het is bekend dat bij langduriger training de bewegingsefficiency verbeterd, niet alleen de zuurstofopname & hartfunctie verbeteren.
Een vuistregel is ongeveer dat iemand per liter zuurstof per minuut 80 watt output levert. Toch zijn er in de praktijk verschillen tussen 70 en 90 gemeten.
Even ter vergelijk bij een benzinemotor is dat tussen 28% (maximaal vermogen bij optimaal koppel toerental) en 0% (stationair). In de praktijk bij normaal verkeer komt een benzineauto ongeveer op 14% uit, diesel 1/6 beter, 17%.

[b:2776c065d9]Persoonlijke ervaring[/b:2776c065d9]
Wielrennen van 15-18 jaar, ben nu 45. Nu 5x in de week roeien / ergometeren nu bijna 3 jaar (inclusief ergohead en skiffhead). Het blijkt dat ik qua vermogen zowel op een fiets als roeiergometer vrijwel gelijk scoor in watten, vorig jaar 275 nu rond 300 watt op 20 minuten.
Wellicht mede door mn astma kost mn ademhaling nogal wat energie en kom ik bij lange na niet aan de factor 0,2. Daarom heb ik sterk de indruk dat de keerpunten nogal wat kracht, dus zuurstof dus vermogen kosten bij de roeibeweging.[b:2776c065d9][/b:2776c065d9]

Beste Wilko,

Een korte respons:
[b:45b5bb384b]“Mechanisch gezien kost het versnellen / vertragen geen energie"[/b:45b5bb384b]
Wel het hele verhaal lezen: kort samengevat; in steady state periodiek roeien is de kinetische energieterm gemiddeld nul. Gemiddeld genomen gaat er dus niets van het geleverde mechanische vermogen naar versnellen en vertragen van het lichaam. Hoeveel metabool vermogen hieraan opgaat is onbekend, maar gezien de hoge mechanische efficientie bij roeien kan dit nooit veel zijn.
Kracht x remweg is trouwens arbeid, geen vermogen (sorry, flauw). In steady state is gemiddeld de totale negatieve arbeid dus gelijk aan de positieve arbeid. Hoeveel van die negatieve arbeid verloren gaat is onbekend, maar ik beweer dus dat die hoeveelheid een stuk kleiner is dan dat de meeste mensen denken.

[b:45b5bb384b]Proefopstelling[/b:45b5bb384b]
Waar haal jij die fiets vandaan? Al mijn roei-experimenten zijn gedaan in de boot of op een ergometer.

[b:45b5bb384b]De efficiency factor van de motor.[/b:45b5bb384b]
De maximale mech. efficientie van een individuele spier is ca 0.25. Als je ervan uitgaat dat er ook energie nodig is voor zaken als hartslag, ademhaling en dat een deel van de energie intern gedissipeerd wordt agv eccentrisch spiercontracties (agonisten/antagonisten), dan wordt duidelijk dat de netto mechanische efficientie van een roeier nooit heel veel hoger kan worden dan de genoemde 0.2. Verschillen van meer dan 20% zoals jij noemt (verschil tussen 70W en 90W output) lijken me uitgesloten. (Overigens ben ik zeker wel met je eens dat mech efficientie wellicht beinvloedbaar is door techniek. Alleen zijn de marges m.i. veel kleiner)

[b:45b5bb384b]Persoonlijke ervaring[/b:45b5bb384b]
Hoe meet jij mechanische efficientie bij jezelf zonder zuurstofopname (of een andere maat voor metabool energieverbruik) te meten? Overigens is de in jouw ogen relatief betere score op de ergometer prima te verklaren als je je realiseert dat tijdens de roeibeweging veel meer spieren actief zijn.

@Tinus: uitspraken op basis van delta-kinetische energie blijven erg link. De uitgerekende waardes zijn namelijk afhankelijk van het gekozen assenstelsel. Doe je sommetje maar eens voor een roeier in een roeiboot , en je komt (doordat v_gem ongelijk aan 0 is) veel hoger uit.

Toch deel ik het verhaal over gemiddeld kinetische energie nul niet helemaal. Gemiddeld kan dat wel waar zijn, maar er wordt per haal 2x versnellings en 2x vertragings energie geleverd. De vertragingsenergie wordt door het lichaam rechtstreeks in warmte omgezet. Vanuit een oogpunt van overall zuurstof efficiency is dat dus puur verlies.
Ik deel je opinie dat dat niet veel is, maar een 30 watt is maar zo betrokken, en versnellen en weer stil zetten…. Dit bij tempo 30, 75 kg normale lengte, volgt uit enkele recht toe rechts aan berekeningen. Bij een mannelijke SA roeier is dat niet veel nee, maar een beginner…

Waar ik een fiets vandaan haal en hoe ik zelf efficiency test zonder zuurstof meter ? fietsergometers komen veel voor bij sportcentra en medische testcentra. Beiden heb ik beproefd.
Als de hartslag daalt bij gelijke output en iets andere bewegingsinzet op fiets of ergometer kun je dat wel degelijk bij jezelf meten. Beweging is veel sneller te wisselen dan basis conditie, die kan je voor de periode van uren of enkele weken wel constant veronderstellen…

[quote:e339fb4dc1=“Mathijs”]In steady state is gemiddeld de totale negatieve arbeid dus gelijk aan de positieve arbeid. Hoeveel van die negatieve arbeid verloren gaat is onbekend, maar ik beweer dus dat die hoeveelheid een stuk kleiner is dan dat de meeste mensen denken. [/quote:e339fb4dc1]

Dit splitst eigenlijk de discussie in twee onderdelen.
- Hoeveel energie raakt verloren door het heen en weer bewegen?
- Bij hoeveel energie verlies kunnen we spreken dat het heen en weer bewegen praktisch niet van belang is?

Hoewel ik het eens ben dat het antwoord op de eerste minder is dan de meeste denken geloof ik niet dat het antwoord voldoende zeker is waardoor men iets zou kunnen zeggen over de invloed van het heen en weer bewegen aan de hand van de tweede vraag.

Bij de tweede vraag geloof ik dat als het heen en weer bewegen op een concept2 zonder slides een paar procent van het totale vermogen kost dat dit dan voldoende is om te zeggen dat het van invloed is. Althans voor het verschil tussen concept2 en rowperfect.

Voor het voldoende van invloed zijn van ‘het heen en weer bewegen’ op ‘het belang van het tempo van de roeihaal in de boot of op een concept op slides’ geldt naar mijn mening dezelfde eis dat dit een paar procent moet zijn.

Maar ik meen dus dat het energieverlies (van het bewegen van de roeier) op een statische concept2 ongeveer zes keer zo groot is dan in de boot of op een row perfect. Als deze tweede grens (mbt tot boot of dynamische ergometer) niet wordt gehaald, zoals in het onderzoekje met de dames mogelijk wordt aangetoond (ik vraag me nog af of hoe het vermogen is bepaald), dan kan het nog mogelijk zijn dat de eerste grens (mbt tot de statische ergometer) wel wordt bereikt. Stel ik kom in mijn model op een statische ergometer op een verlies van 10 a 20 Watt dan is het wanneer je dat door 5 deelt (de c2 is wat zwaarder dan de rowperfect) 2 a 4 Watt voor de concept op slides.

[quote:e339fb4dc1=“Mathijs”]@Tinus: uitspraken op basis van delta-kinetische energie blijven erg link. De uitgerekende waardes zijn namelijk afhankelijk van het gekozen assenstelsel. Doe je sommetje maar eens voor een roeier in een roeiboot , en je komt (doordat v_gem ongelijk aan 0 is) veel hoger uit.[/quote:e339fb4dc1]

Ik splits de kinetische energie eigenlijk op in twee termen.

1) Utotaal = Ucms + Uintern

waarbij Utotaal de totale kinetische energie van het systeem is, Ucms de kinetische energie van de beweging van het massa middelpunt en Uintern de kinetische energie van de beweging van de roeier en de boot/ergometer ten opzichte van het massa middelpunt.

2a) Utotaal = 1/2 mr * vr^2 + 1/2 mb * vb^2
2b) Ucms = 1/2 (mr+mb) * ((mr*vr+mb*vb)/(mr+mb)) ^2
3c) Uintern= 1/2 * mr * (mb/(mb+mr)) * (vr-vb)^2

met vr,vb,mr,mb respectievelijk de snelheid van roeier en boot en massa van roeier en boot.

De term Uintern is onafhankelijk van het assenstelsel en als de gemiddelde van het kwadraat van de term (vr-vb) maar gelijk is (wat betekent dat de roeier op dezelfde manier over de slides heen en weer ruitenwissert) dan geldt dat de verhouding tussen de interne kinetische energie van verschillende roeier-boot of roeier-ergometer systemen alleen afhankelijk is van de massa term mr * (mb/(mb+mr)).

Ik denk niet dat het een linke uitspraak is om te zeggen dat het verschil in kinetische energie van de beweging van de roeier op een rowperfect of in een boot ten opzichte van een concept2 een factor 6 is. Ik denk ook dat het niet zo heel erg link is om te zeggen dat het verschil in energie verlies van een ongeveer gelijke factor is. De vraag is nog wel hoeveel van de kinetische energie in de beweging precies (of negatieve arbeid welke gerelateerd is) verloren raakt. Ik verwacht wel dat het in ieder geval iets meer is dan bij andere sporten waar de bewegingen over het algemeen sneller zijn. Bij roeien zou er door de tragere beweging mogelijk meer hysteresis optreden (al moet ik hier toegeven dat ik niet zoveel van spieren begrijp ik extrapoleer hier voor mijn eigen gemak het gedrag van andere stoffen).

Tinus

Dank voor je uitgebreide antwoord. Je sommetje wordt inderdaad weer assenstelsel-onafhankelijk als je het hele systeem in ogenschouw neemt. Wat mij nog niet helemaal duidelijk werd is wat de kin. energie van de ergometer in je model doet (is deze conservatief, of wordt hiervan ook een deel gedissipeerd in de roeier?)

Ik baseer mijn uitspraken op de hoge gevonden mechanische efficiency van de atleet bij roeien. (bij fietsen is de efficiency ook niet veel hoger dan 0.2 namelijk). Ik heb mezelf inmiddels wel voorgenomen eea eens uit te zoeken voor een gewone ergo en een ergo op slides. Mbv registratie van de zuurstofconsumptie en het geleverde vermogen moeten verschillen in efficiency – als ze er zijn of noemenswaardig zijn – naar voren komen.

Vermogen bepaal ik overigens altijd netjes door op alle contactpunten met de ergo kracht en positie/snelheid te meten (hieruit blijkt overigens dat de PM2 monitor het heel goed doet). Staat keurig beschreven in de ‘Methods’ sectie.

@Wilko: Wat betreft je eerste opmerking, daar valt eigenlijk niet zo heel veel over te discussieren. Tenzij je het niet eens bent met Newton ;-)
(Zoals ik al eerder schreef worden ook veel wetenschappers op dit gebied wat ‘wazig’, dwz metabole en mechanische termen worden door elkaar gehaald). VO2 bepalingen op basis van hartslag zijn wel erg onnauwkeurig hoor! (iig te onnauwkeurig om verschillen van de te verwachten orde-grootte te achterhalen)
Groet, Mathijs

[quote:744d7af622=“Mathijs”]Vermogen bepaal ik overigens altijd netjes door op alle contactpunten met de ergo kracht en positie/snelheid te meten (hieruit blijkt overigens dat de PM2 monitor het heel goed doet). Staat keurig beschreven in de ‘Methods’ sectie.[/quote:744d7af622]

Het mislukte mij eerder om toegang te krijgen tot het artikel en daarom wist ik niet alle details van het artikel.

Wat mij nu opvalt is dat hoeveelheid negatief werk (ik neem aan grof gerelateerd aan de maximale kinetische energie van de roeier en de ergometer tijdens de recovery) met 15 a 30 Watt toch vrij hoog is en niet echt een factor 5 of 6 minder dan wat men zou verwachten op een vaste ergometer. Dit komt dan waarschijnlijk door de aanpassing van de ergometer met een demper waardoor de snelheid van de ergometer minder wordt en daarmee de snelheid van de roeier hoger. Als nog een keer het verschil gaat worden bepaald tussen verschillende ergometers dan zou het interresant zijn om de ergometer op slides zonder de demper uit te voeren om dat daarmee een groter verschil in negatief werk is te verwachten dan met de gedempte ergometer op slides.

@Tinus,

Het negatieve vermogen van 15a30 Watt vertoonde geen enkele correlatie met de mechanische efficientie van de roeier. Aanvankelijk leek negatief vermogen een aardige kandidaat als maat voor interne verleizen (de energie nodig om te versnellen/vertragen). Die suggestie heb ik op basis van meetdata verworpen.
Ik verwacht geen heel andere resultaten als ik de demper weghaal (NB: de demper zat er om ergometeren op slides nog meer op roeien te laten lijken)
Het meest rechttoe rechtaan onderzoek is volgens mij nog steeds om zuurstofopname te bepalen tijdens dezelfde submax inspanningen op een ergo en een ergo op slides. Zijn er significante verschillen in VO2, dan heb jij gelijk, zo niet, dan ik :-)
Het wachten is op een paar studenten die dit onderzoekje uit zouden willen voeren.

Vergelijkend warenonderzoek door mezelf ingesteld:

zaterdag 30-1 geroeid
20 min C2 maximaal: score 5404 meter; tempo 26/27 gemid 500 m tijd 1,51
dinsdag 2-2 geroeid
20 min RP maximaal: score 5497 meter; tempo 28/29 gemid 500 m. tijd 1,49 gemid 279 watt

Calibratie van de RP gelijk C2 : 300 watt is gelijk aan een geroeide tijd van 1.45.3 door roeier van 95kg in 4- .

Het verschil in afstand is 1,7% ; mijn conclusie het verlies aan energie door heen en weer bewegen op de C2 kan inderdaad nooit veel zijn. de scores zijn goed vergelijkbaar. Het bewegingspatroon is wel nogal verschillend (krachtverdeling over de haal).

Stond je C2 op slides? Waarom heb je het tempo niet hetzelfde gehouden? Lijkt me essentieel voor een goede vergelijking.
Waren beide trainingen op het zelfde tijdstip op de dag? Had je dinsdag gestudeerd/gewerkt en zaterdag ook?

Nog best lastig om goede conclusies te trekken uit zo’n onderzoek. Daarom is deze discussie best interessant.

Beter zou zijn om dezelfde C2 met en zonder slides te gebruiken (en dan liefst een aantal keer). Je weet nooit helemaal zeker of de RP en C2 precies hetzelfde sommetje maken. Een andere optie is nog dat je door een ander kracht-snelheidsprofiel op de verschillende ergo’s je op 1 van beide apparaten meer energie vrij kan maken (niet efficienter, maar gewoon meer). De vraag staat bij mij inmiddels wel op de agenda om uit te laten zoeken door studenten.

Enneh: voor wie wat meer over roeien en wetenschap wilt weten: http://www.nlroei.nl/displayarticle-2426.html
(er zijn nog een paar plaatsen!)

Beetje reclame maken mag wel, toch?

Al gedacht aan de mogelijkheid om het vliegwiel met een lijmklem vast te zetten op de centrale buis om hiermee de C2 na te bootsen ?
Je zult zien dat je dan sneller verzuurt bij gelijkhouden van tempo en 500m-tijd.

Bedankt voor jullie reacties.
In volgorde: Jille: de c2 stond niet op rails; geen gelijk tempo gehouden omdat ik de inspanning gelijk wil houden niet het tempo, mijn lichamelijke conditie was in beide gevallen vergelijkbaar en ik ben een ervaren roeier dus kan dat redelijk inschatten. maar natuurlijk is het maar 1 vergelijking; hoe meer mensen dit zouden doen deste representatiever de uitkomst. Ikzelf had een groter verschil verwacht. als het nog lang blijft vriezen nog maar eens een tweede test bijv 2 km. Ik hoop dat Matthijs genoeg vrijwilligers bijeen krijgt.
Het vastzetten van het vliegwiel met een lijmklem is inderdaad een optie om het effect van het heen en weer rijden nog beter te meten binnen een en hetzelfde systeem. Het is door Cas Reekers in 1993 ook gepubliceerd op de website van de RP. Zijn conclusie : de geleverde inspanning in de dynamic (voetenboord beweegt) en static case (voetenboord vast) blijft gelijk alleen de verdeling over de haal is verschillend; de C2 heeft de “slack” aan het begin van de haal, kent een hogere piek in de haalcurve maar de arbeid; de oppervlakte onder de curve blijft gelijk; of je daardoor sneller verzuurt, bij de 20 min test is mij dat persoonlijk niet opgevallen.