De arbeid bij krachttraining

[Jan Thys]

Kzat laatst bij Natuurkundeles en bedacht me: Hoeveel arbeid lever ik eigenlijk bij bepaalde oefeningen. Nu ben ik een beetje aan het rekenen geslagen en vroeg me af wat jullie hier van vinden.

Als oefening neem ik de benchpress bv 4 x 10 x 60kg:
De kracht die je moet overwinnen is de zwaartekracht.
Fz = m x g

De beweging omhoog:
Fz = 60 x 9,81 = 589 N

de afstand die dit gewicht aflegt is gelijk aan de lengte van je arm
bij mij is dat: 0,74 m

W = F x s invullen:
W = 589 x 0,74 = 436 J

( Nu zul je bij het begin een kracht moeten leveren die groter is dan de Fz, want je moet het gewicht een snelheid meegeven. Dit laat ik nu even buiten beschouwing in de berekening)

De beweging naar beneden
Hier stuit ik een beetje op een probleem.
Om het gewicht naar beneden te laten gaan moet je een kracht leveren die kleiner is dan Fz, Maar hoeveel kleiner moet die zijn?

Dit is zo'n btje de vraag die ik heb, wie kan mij hiermee helpen?

De formule voord de geleverde arbeid luidt nu alsvolgt:
Wtot = Wboven + Wbeneden
Wtot = (Fz * g) x s + Wbeneden

[sanca]

sorry bro', not my cup of tea

[bengelbengel]

kleiner dan Fz niet.
Fz wordt automatisch kleiner doordat je toegeeft aan de zwaartekracht.

hoe veel je toegeeft aan de zwaartekracht hang af van de snelheid van naar beneden gaan..

(maar ik kan er ook gigantisch naast zitten hoor want dit is al meer dan 100 jaar geleden voor mij ).

[Jan Thys]

Origineel gepost door bengelbengel

kleiner dan Fz niet.
Fz wordt automatisch kleiner doordat je toegeeft aan de zwaartekracht.

hoe veel je toegeeft aan de zwaartekracht hang af van de snelheid van naar beneden gaan..

(maar ik kan er ook gigantisch naast zitten hoor want dit is al meer dan 100 jaar geleden voor mij ).

Fz wordt niet kleiner, want het gewicht en de zwaartekracht worden beide niet minder. Ik oefen een kleinere kracht op het gewicht uit dan Fz, waardoor het gewicht naar beneden gaat. Ofwel de resultante in Y-richting moet negatief zijn.

[bengelbengel]

dat zeg ik toch?

[Jan Thys]

Origineel gepost door bengelbengel

kleiner dan Fz niet.
Fz wordt automatisch kleiner doordat je toegeeft aan de zwaartekracht.

Nee, jij zegt dat Fz (zwaartekracht) kleiner wordt. Maar miss bedoel je wel dat de kracht die je zelf levert kleiner wordt.

[spark]

chacun son truc

[Jan Thys]

Origineel gepost door spark

chacun son truc

Ik denk dat we beide hetzelfde bedoelen maar anders verwoorden?

Kzal het even anders formuleren:

Neergaande beweging
Het gewicht moet naar beneden, de kracht van het gewicht is 589 N
Om dit te laten zakken moet ik zelf een kracht uitoefenen die lager is
dan 589 N.

[override]

voor kracht verschil
F1 = m X a ?
Fz - F1 = jouw kracht

W = F x s invullen:
in de uitgebreidere versie zit een hoek
als je het gewicht verplaats in de Y richting is die hoek zo dat de vermedigvuldigings factor 1 of 0 is ( even vergeten )
als ik me goed herinner cos 90 = 0

naar mijn weten telt s dus alleen als je in horizontale richting verplaatst

volgens mij telt hier
m x G x h

[Jan Thys]

Origineel gepost door override

voor kracht verschil
F = m X a ?
massa maal de versnelling is de kracht die je minder dan Fz uitoefend

W = F x s invullen:
in de uitgebreidere versie zit een hoek
als je het gewicht verplaats in de Y richting is die hoek zo dat de vermedigvuldigings factor 1 of 0 is ( even vergeten )

naar mijn weten telt s dus alleen als je in horizontale richting verplaatst

Fres = m x a
s = 0,75
stel: over de neergaande beweging doe ik 2 sec.
s = v x t .... t = 0,75 / 2 = - 0,375 m/s (negatief want naar beneden)

a = delta V/ delta t = ( - 0,375 - 0) / (2 - 0) = - 0,1875 m/s2

Fres = 60 x - 0,1875 = - 11.25 N

dus, Fres = Fz - Fneergaand = -11.25
-11.25 = 589 - Fneergaand
Fneergaand = 578 N

Wat betreft s in Y-richting volgens wikipedia:
Is de krachtbron een constante kracht F en wordt het voorwerp verplaatst over een afstand s in de richting van de kracht, dan is de arbeid W het product van de kracht en de afgelegde weg: W = F s.

Kracht en afstand zijn in dezelfde richting dus mag ik W= F x s gebruiken.

W = 578 x 0,75 = 434 J

Conclusie: 1 rep kost: 436 + 434 J = 870 J
totaal: 4 x 10 x 60 = 4 x 10 x 870 = 34,8 kJ

Hmmm lijkt me toch wat te weinig :s

[override]

hehehe
ben niet de enige natuurkunde freak hier

ik zal even kijken of ik de volledige formule nog kan vinden
maar als ik me goed herinner staat er ook cos hoek in die formule
en zodra die hoek 90 graden word ( verticale verplaatsing ) word het cos 90 = 0
en is er dus geen arbeid ( w = f x s ) s = dan 0


edit

- Als je een kracht F hebt, die beïnvloed wordt door een verplaatsing s, dan heb je de arbeid van deze twee factoren:

W = F.s

In deze formule is W de arbeid in J of Nm, F de kracht in N en s de verplaatsing in m.
- Als de kracht F en de verplaatsing s niet dezelfde richting hebben, dan is er een aanpassing aan de arbeidsformule nodig. De twee factoren verdelen zich in twee componenten. Als de kracht F een hoek α met de verplaatsing s maakt, is de grootte van deze component gelijk aan F.cos α. De aanpassing ziet er als volgt uit:

W = F.cos α

[Jan Thys]

recht omhoog kun je ook zien als 0 graden. In dat geval wordt cos(0) = 1.
Volgens mijn Natuurkunde leraar klopte het wel, althans hij vond het niet fout

[override]

mijn natuurkunde leraar vond het wel fout en mijn ems leraar ook

en
0.5mv^2 en m X g X h
?

komt overigens wel op hetzelfde neer
alleen mijn natuurkunde leraar was van mening dat S alleen een horizontale verplaatsing is

[TheNose]

...

[Jan Thys]

Origineel gepost door override

mijn natuurkunde leraar vond het wel fout en mijn ems leraar ook

en
0.5mv^2 en m X g X h
?

komt overigens wel op hetzelfde neer
alleen mijn natuurkunde leraar was van mening dat S alleen een horizontale verplaatsing is

LoL kga het morgen gelijk weer eens vragen

Er klopt inderdaad ergens iets niet, want ik kom dan voor de training uit op 34,8 kJ, dit lijkt mij veel te weinig. Aangezien 1 Calorie = 4,1868 joule.
34,8 kJ / 4,1868 = 8312 = 8,3 kcal

[Jan Thys]

Origineel gepost door TheNose

...

Post dan niks

[Isnogood]

Dit kan je niet berekenen, aangezien in je armen scharnieren werken en je geen eenparige beweging maakt of kracht meegeeft.

[bengelbengel]

Origineel gepost door Jan Thys

Nee, jij zegt dat Fz (zwaartekracht) kleiner wordt. Maar miss bedoel je wel dat de kracht die je zelf levert kleiner wordt.

Fz is toch niet de zwaartekracht?
Die 9,81 is toch de zwaartekracht?

[override]

Fz = massa X g
gravity is 9.81

Dit kan je niet berekenen, aangezien in je armen scharnieren werken en je geen eenparige beweging maakt of kracht meegeeft.

je kan wel uitrekenen hoeveel er voor nodig is
of je lichaam dit ook daadwerkelijk leverd is nog maar de vraag

als je bijvoorbeeld een gewicht hebt van 10 kilo dan heb je 100 newton nodig om deze van de grond te tillen
maar als er nou net een moment aanwezig is dan veranderd dit maar de energie blijft gelijk

het maakt het gecompliceerder maar het is wel uit te rekenen

[Tjok]

Origineel gepost door override

Fz = massa X g
gravity is 9.81




je kan wel uitrekenen hoeveel er voor nodig is
of je lichaam dit ook daadwerkelijk leverd is nog maar de vraag

als je bijvoorbeeld een gewicht hebt van 10 kilo dan heb je 100 newton nodig om deze van de grond te tillen
maar als er nou net een moment aanwezig is dan veranderd dit maar de energie blijft gelijk

het maakt het gecompliceerder maar het is wel uit te rekenen

Maak je nou expres een slordigheidsfout of wat?

Origineel gepost door bengelbengel

Fz is toch niet de zwaartekracht?
Die 9,81 is toch de zwaartekracht?

Fz = gravitatiesnelheid * massa

Origineel gepost door Jan Thys

LoL kga het morgen gelijk weer eens vragen

Er klopt inderdaad ergens iets niet, want ik kom dan voor de training uit op 34,8 kJ, dit lijkt mij veel te weinig. Aangezien 1 Calorie = 4,1868 joule.
34,8 kJ / 4,1868 = 8312 = 8,3 kcal

Origineel gepost door Jan Thys

Fres = m x a
s = 0,75
stel: over de neergaande beweging doe ik 2 sec.
s = v x t .... t = 0,75 / 2 = - 0,375 m/s (negatief want naar beneden)

a = delta V/ delta t = ( - 0,375 - 0) / (2 - 0) = - 0,1875 m/s2

Fres = 60 x - 0,1875 = - 11.25 N

dus, Fres = Fz - Fneergaand = -11.25
-11.25 = 589 - Fneergaand
Fneergaand = 578 N

Wat betreft s in Y-richting volgens wikipedia:
Is de krachtbron een constante kracht F en wordt het voorwerp verplaatst over een afstand s in de richting van de kracht, dan is de arbeid W het product van de kracht en de afgelegde weg: W = F s.

Kracht en afstand zijn in dezelfde richting dus mag ik W= F x s gebruiken.

W = 578 x 0,75 = 434 J

Conclusie: 1 rep kost: 436 + 434 J = 870 J
totaal: 4 x 10 x 60 = 4 x 10 x 870 = 34,8 kJ

Hmmm lijkt me toch wat te weinig :s

Klopt volgens mij. Maar dit is alleen de energie die je borst-/armspieren verbruiken. Je lichaam verbruikt een stuk meer tijdens zo'n oefening. Je hebt namelijk ook nog leg drive(beenspieren), archen(rugspieren), je ademt(longspieren), je hart pompt als een debiel(hartspier), je hersens verbruiken nog steeds energie(en dat is flink wat).

Andere manier, denk ik, om het te berekenen is: 0.75 * 40 = 30 meter neergaand en 30 meter omhooggaand.

30 * 578 = 17340 j

Stang op je borst = 60cm hoog.
Stang uitgestoten = 60+75cm hoog

Zwaarte-energie in rust = 353.2 j
Zwaarte-energie uitgestoten = 794.6 j

delta E(z) = 441.4
Je stoot die 0.75m in 1.5 seconde(hypothetisch).
Je snelheid is dan 0.75/1.5 m/s gemiddeld.

0.5 = 0.5 * a * 1.5^2
a = 0.444 m/s*s

F(res) = 60 * 0.444 = 26.67N
60*9.81 + 26.67 = 615.27N

W = F*s(totaal omhooggaand) = 615.27 * 30 = 18458.1 j

17340 + 18458.1 = 35798.1 j

35798.1/4.1868 = 8550.23 calorieen = 8.6kcal.