Drijfkracht, Boerenverstand en placebo effect
PlaceboDrijfkracht, boerenverstand en placebo effect
Een aardig artikel over de pakken en drijfkracht verscheen op de duitse site scienceblogs.de. Het komt er op neer dat met een beetje boeren verstand het effect van de drijfkracht van de pakken geanalyseerd wordt. De opwaartse kracht die een zwemmer ondervindt is volgens Archimedeshet gewicht van de verplaatste vloeistof. Opwaartse Kracht:
Terwijl het gewicht van de zwemmer is:
Een verschil van ongeveer -22 Newton aan natuurlijke drijfkracht plus of min een paar Newton. Hier zinkt de zwemmer. Wat maakt dan de drijfkracht van een pak van 0.1 Newton dan nog uit?
Luchtinsluitingen
En wat is het effect van Luchtinsluitingen ? Om 0.1 Newton aan drijfkracht te creëren moet de opwaartse Kracht zijn:
100 V 9.81 = 0.1 of V = 0.00001 m³ of 0.01 dm³ of 10 cm³.
En dat is nogal wat. Hoe verberg je 10 cm³ onder je pak?
Bovendienwordt het volume zeer sterk samengeperst doordat het pak zo strak ziten blijft er al niets van over. Sowieso wordt lucht uit het pak geperstdoordat het pak zo strak zit.
Luchtbelletjes aan het pak
Het moeten al heel wat belletjes zijn wil je enig drijfvermogen hebben.
Wat bljift dan over? placebo effect. Zie onderstaand artikel.
Voor de werkelijke effecten zie mijn artikel over de zwempakken.
Wieger Mensonides
Discussier op het zwemforum over dit artikel
Textiles Doping im Schwimmsport?
Kategorie: Kultur·Naturwissenschaften · Kommentare: 18
Derzeit sind Weltmeisterschaften im Schwimmen in Rom undein Thema taucht dabei immer wieder auf: Was hat es eigentlich mitdiesen super-duper-Schwimmanzügen auf sich?
Vor ein paarMonaten wurde mir in meiner Tätigkeit als Kampfrichter im Schwimmsportaufgetragen zu schauen, was die Aktiven für Anzüge tragen. Keinesfallsdürften zwei übereinander getragen werden, Schulter und Arme solltenfrei bleiben und vor allem der "Blue Seventy" galt als nicht erlaubt.Wobei sich inzwischen die Master, also die Schwimmsenioren, das Rechtauf den "Blue Seventy" gerichtlich eingeklagt haben.
Was war passiert?
Im Jahr 2000 hat sich die FINA, die internationaleWassersportvereinigung, den Hightech-Anzügen geöffnet. Und was Wunder,verschiedene Sportaustatter haben sich auf diesen Markt gestürzt. Wasja auch für diverse Sportler, wie z.B. Michael Phelps bei den letztenolympischen Spielen in Peking traumhafte Sponsorenverträge einbrachte.
Es wurde geschraubt und gemacht und es werden Patente angemeldet und Wunderdinge versprochen.
The characteristics of the fabric improve shape retention andincrease muscle compression to reduce vibration and retain muscle shapeto reduce fatigue and power loss. Athlete passive drag tests show fullbody xxx is 7.5%* faster than all other suits tested. Fabric tests showxxx has a 3% lower surface resistance than xxx. The V-shaped denticleprint of the fabric allows the body to slip through the water moresmoothly. (...) Just like the shark's skin, xxx and xxx were positionedto accommodate the changing flow conditions along the swimmer's body tocreate the most advanced and lowest drag racing swimwear in the worldto date.
Physikalisch gesehen geht es also um drei Dinge: GeringererWasserwiderstand, Auftirebskraft und Kompression der Muskulatur.Deswegen reißen sich die Schwimmer nach dem Wettkampf immer hinten denReißverschluss auf. Die Dinger sind einfach verdammt eng.
Gegen den hohen Auftrieb einiger Schwimmanzüge versucht derzeit die FINA, der internationale Wassersportverband, einen Riegel vorzuschieben. In der Dubai-Charterwurde festgelegt, dass ein Schwimmanzug nicht mehr als ein Newton anAuftriebskraft bringen und der Stoff nicht zu dick sein darf. Geradeder "Blue Seventy" ist deswegen ins Gerede gekommen, weil er aus einemneopren-artigem wasserundurchlässigem dickeren Stoff besteht und einigeLeute wohl fürchten, dass Luftblasen im Anzug dem Schwimmer großenAuftrieb und damit einen großen Wettbewerbsvorteil bescheren könnten.
Wie groß ist die Auftriebskraft eines Schwimmers eigentlich? Machen da ein paar Newton groß was aus?
Die Auftriebskraft ist:
ρ ist die Dichte des Wassers, V ist das Volumen des verdrängtenWassers also das Volumen des Schwimmers und g ist dieSchwerebeschleunigung. Nehmen wir mal einen Schwimmer mit einem Gewichtvon 60 kg. Die Dichte eines Menschen beträgt etwa 1050 kg/m^3 unddaraus kriegen wir ein Volumen von etwa 57 Litern.
Das bringt ein Körper als Auftriebskraft von ganz alleine. Demgegenüber steht die Gewichtskraft, welche den Körper nach unten zieht:
Die Differenz muss der Schwimmer aufbringen, um zu schwimmen, unddas sind etwa 22 Newton. Da scheinen ein paar Newton mehr oder wenigerdoch schon was zu bringen. Wenn denn schon das Gewicht der Anzugs miteingerechnet wurde. Bereits bei einem Gewicht von 100 Gramm (insgesamt)kompensiert die zusätzliche "Last" des Anzuges den Auftrieb. Wennallerdings wirklich netto 1 Newton oder mehr übrig bleiben, die von den22 Newton abgehen, die ein Schwimmer aufbringen muss, um seine Lage imWasser zu halten, dann reden wir hier von Verbesserungen im Auftriebvon 5 Prozent und mehr. Allerdings handelt man sich ein paar NewtonSchwankungen auf natürlichem Wege ganz schnell ein, indem man amGewicht und an der Körperform schraubt (in der Sauna, durch Training,Diät etc. ). Man hebt aber das Grundniveau um die diese anderenSchwankungen stattfinden doch merklich.
Durch den höheren Auftrieb spart man Kraft, die man für den Vortriebnutzen kann. Vor allem kann die Schwimmtechnik so noch besser umgesetztwerden. Die psychologische Komponente sollte aber nicht unterschätztwerden. Wenn eine Britta Steffen schwärmt, dass ihr Anzug sie wie ein Schnellboot im Wasser fühlen lässt, dann erklärt das auch einen guten Teil ihres Erfolges. Tja auch im Sport gibt es den Placeboeffekt.
Viel Lärm um reichlich wenig
In die gleiche Richtung geht ein Gutachten der Sporthochschule in Köln,bei dem der Wasserwiderstand der Anzüge getestet wurde. Hier wurdenacht Schwimmer (vier weiblich, vier männlich) passiv mit normalerBekleidung und einigen Hightech-Anzügen, darunter dem umstrittenen"Blue Seventy", durch ein Wasserbecken gezogen wurden. Dabei maßen dieForscher wie schnell die Schwimmer durch das Wasser glitten. Einmalüber Wasser und 50 cm darunter.
Ok, als Physiker schluckt man erst einmal bei dieser Grafik.Statistisch signifikant sind die Ergebnisse schon mal gar nicht. DerUnterschied zwischen einem normalen Anzug und dem Speedo beträgt gerade0,1 m/s.
Andererseits haben wir hier einen Sport, bei dem 1 Hunderstel mehroder weniger schon was ausmacht. So richtig vom Hocker hauen mich aberdie Ergebnisse auch nicht. Dem einzelnen Schwimmer wird es nicht soviel bringen. Ein mittelmäßiger Schwimmer wird nur durch die Wahl desrichtigen Stoffs nicht an die Weltspitze getragen, einen miesen Tagwird auch der Anzug nicht abfangen können und eine richtig guteSchwimmerin wird auch in einer geflickten Badebekleidung Bestzeiten bringen.Ganz abgesehen davon, dass ja jeder zu dieser "Geheimwaffe" greift.Oder wie es Christian Keller im ZDF auf den Punkt brachte: Der Anzug schwimmt nicht alleine.
Die Schwimmanzüge könnten allerdings das Grundniveau des gesamtenSchwimmsportes bei großen natürlichen Schwankungen um diesen Mittelwertein wenig anheben. Es könnte mit erklären, neben den Änderungen des Schwimmstilsund Verbesserungen des Trainings im Schwimmsport, warum die Bestzeitenund Rekorde im Schwimmsport derzeit ständig unterboten werden. MehrRekorde allerdings sind doch genau das, was alle haben wollen. Es istalso ein bisschen heuchlerisch zu maulen, dass ein Riesenaufwandbetrieben wird, um noch ein paar Hunderstel herauszuholen und dadurchder Sport teurer wird.
Ja klar kostet ein solcher Anzug 300 Euro. Das kosten guteLaufschuhe in der Leichtathletik aber auch. Wir sprechen hier vonLeistungssport und der war und ist auch nirgendwo wirklich billig. Ichkenne auch keinen Trainer, der seine Schwimmanfänger im Speedo-Anzügendurch das Wasser scheucht. Da sind die Zusammenlegungen derSchwimmbäder in so genannte Spaßbäder weitaus hemmender für denBreitensport. Immerhin sind das hier Änderungen, die im Gegensatz zuchemischen Doping, nicht auf die Gesundheit der Schwimmer gehen.
Man braucht allerdings klare Regeln bei der Zulassung und da hat dieFINA viel zu spät reagiert, was derzeit zu einem gewissen Chaos undsehr viel Frust führt. Die Rekorde einiger Schwimmer wurden nichtanerkannt, weil sie aufgrund des "falschen" Anzuges disqualifiziertwurden. Desweiteren fordern jetzt die Schwimmer die Freiheit für sich,sich ihren Anzug selbst auszusuchen und dabei nicht auf die desoffiziellen Schwimmausrüster ihres Schwimmverbandes beschränkt zu sein.Der deutsche Verband DSV hat erst vor ein paar Wochen, den Schwimmerndiese Freiheit gewährt.
Es wird wohl genau das passieren, was überall passiert ist, als man"urplötzlich und überraschend" entdeckte, dass man da an derSportausrüstung schrauben kann, um noch was rauszuholen. Wenn sichalles eingependelt hat, wird kein Schwein nach krähen.