Steppen. Eindscriptie

Steppen Eindscriptie

Pim van Kan Lesley van Waas Schiedam/Den Haag Mei 2008

Voorwoord Dit onderzoek hebben wij uitgevoerd in opdracht van de Haagse Academie voor Lichamelijke Opvoeding in het kader van onze afstudeerscriptie. Deze afstudeerscriptie is geschreven door ons, Pim van Kan en Lesley van Waas. Wij zijn 2 studenten aan de ALO in den Haag. We hopen dat we met ons onderzoek een bijdrage kunnen leveren aan de sport en hopen dat er door ons onderzoek op een professionele wijze naar de sport gekeken wordt. Ons onderzoek is bedoeld voor mensen die de sport beoefenen en voor verder onderzoek naar de sport. Ten slotte vermelden wij dat deze scriptie tot stand is gekomen dankzij de opdracht van de HALO en Dhr. M. Krijger en Dhr. R. Elzinga voor het onderwerp. Onze dank gaat uit naar Mevr. T. Brouwer, E. de Groot en het stepteam Twente voor hun informatie en medewerking. Speciale dank gaat uit naar Dhr. M. Krijger en Dhr. R. Elzinga voor de medewerking, suggesties en feedback om deze scriptie meer diepte en inhoud te geven. Schiedam, Mei 2008

1

Inhoudsopgave

1 Inleiding 4 1.1 Steppen als sport 4 1.2 De geschiedenis 6 1.3 De Techniek 6 1.4 Training 7 1.5 Spieren 8 1.6 De Step 10 1.7 De Vragen 11

2 Methoden 2.1 2.2 2.3

13 Soort Onderzoek 13 Metingen 13 Verwerking 13

3 Resultaten 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4

15 Filmen op de academie 15 Fasering van de beweging 16 Wat doet het lichaam tijdens de stepbeweging 23 Schaatsband VU 27 Filmen Hilversum 28 Lange pendel 29 Korte Pendel 30 Meetresultaten 31 Bijzonderheden 32

4 Discussie 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.4 4.5 4.6

33 Wat gebeurt er tijdens het steppen 33 De mechanische krachten 37 De voorwaartse snelheid 38 De Weerstand 39 Beschrijving van de technieken 40 De Voetwissel 40 De Lange Pendel 41 De Korte Pendel 43 De Versnelling 44 Steppen vs. Lopen 45 Steppen vs. Wielrennen 51

2

5 Conclusies 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6

53 Fasering van de stepcyclus 53 Mechanische krachten 56 De technieken 56 Het lichaam tijdens de stepbeweging 56 De versnelling 56 Beantwoorden van de hoofdvraag 57

6 Aanbeveling vervolgonderzoek 58 7 Literatuurlijst 59 8 Bijlage 60

3

1 Inleiding §1.1 Steppen als sport Volgens het Van Dale woordenboek: step·pen (onovergankelijk werkwoord; stepte, heeft gestept) 1. op of als op een autoped rijden. Au·to·ped (de ; autopeds) (m) 1. step step (de) (m) 1. (steppen, steps) voertuig bestaande uit een plank op twee wielen en een stuurstang, waarop men zich door afzetten met de voet voortbeweegt

De sport steppen (kickbike) is niet een van de bekendste sporten in Nederland. Weinig mensen weten van het bestaan van de sport af. ”Steppen is nog een kleine en onbekende sport.” (stepteam Twente) “De stepbond is nog een kleine bond en het steppen is nog vrij ontgonnen gebied” (Thijza Brouwer, secretaris Nederlandse Autoped Federatie) Wereldwijd wordt het steppen geregeld door de IKSA (International Kicksled & Scooter Associaton) Deze bond organiseert wereldwijd wedstrijden, waaronder het WK (World Championsship). Steppen in Nederland valt onder de Nederlandse Autoped Federatie, oftewel NAF. De Nederlandse Autoped Federatie (NAF) is opgericht op 10 april 1987 te Maastricht. De bond is ontstaan voor Autopedliefhebbers, wedstrijdsteppers (wedstrijdstepsters) en tourders. Veel mensen weten wel wat steppen is, maar zijn vaak niet op de hoogte van het feit dat het ook een sport is. De NAF telt ca. 300 licentierijders en tourkaarthouders. Het aantal mensen met een step is echter veel groter in Nederland. De meeste mensen gebruiken de step als vervoersmiddel. De sport kent verschillende facetten. Zo bestaat de sport uit de onderdelen tijdrijden, estafette, sprint, individueel en duur wedstrijden. Ook kent de sport verschillende afstanden. De sprint bestaat uit de afstanden 200m, 500m en 1000m. De tijdrit (NK op de afslutidijk) gaat over 38 km. De estafette duurt anderhalf uur en 1 ronde. De afstanden van de duurwedstrijden verschillen. Doordat de sport niet door veel mensen beoefend wordt is er ook weinig onderzoek naar de sport gedaan. Van de technieken die nu toegepast worden in de sport is het nog niet bewezen of deze technieken ideaal en/of functioneel zijn.

4

Wereldwijd is er weinig tot geen onderzoek naar de stepbeweging gedaan. Wel zijn er onderzoeken gedaan naar de step zelf, dit hebben we echter niet kunnen vinden. Hoe weten we dan dat er onderzoek is gedaan? De resultaten van deze onderzoeken zijn verwerkt in de regels met de afmetingen van de step. Verder zijn er 2 technieken bekend van steppen, de lange en de korte pendel. Van deze technieken zijn er weinig bruikbare beelden en hebben we geen onderzoek kunnen vinden. Wel hebben we beschrijvingen van de technieken, alsmede de voetwissel, kunnen vinden. Kortom, De sport zelf staat in de spreekwoordelijke “kinderschoenen” in vergelijking met een sport als bijvoorbeeld hardlopen. Literatuur over hardlopen en de techniek hiervan is niet moeilijk te vinden. Ook is er al veel onderzoek gedaan naar de juiste techniek en aanpassingen aan/van de techniek. Als je dit vergelijkt met steppen kom je tot de conclusie dat er niet veel onderzoek is gedaan naar steppen. Bij het steppen zijn er 2 technieken bekend om vaart te behouden en/of vaart te vermeerderen. Ook is er een techniek bekend waarbij men van been verwisseld. Wel zijn er aanpassingen aan de step gedaan m.b.t. het wiel en het soort wiel (carbon of geen carbon) en de grootte hiervan. Deze aanpassingen zijn echter nog niet zo verfijnd als in de wielersport. In de wielersport zijn onderzoekt men bijvoorbeeld het juiste gewicht voor de fiets, maar ook de ideale houding óp de fiets. Er is nog veel onderzoek mogelijk in het steppen.

5

§1.2 De geschiedenis Alhoewel het steppen zelf al heel oud is. Deed de step eind 20e eeuw haar herintrede bij het massale publiek in de vorm van de bekende aluminium mini-vouwstep. Tegenwoordig wordt de step niet alleen gebruikt door kleine kinderen. Je kan bijvoorbeeld op de step naar school, naar het werk, naar de supermarkt, naar ‘t cafe. De hond uitlaten, afslanken, gewichtscontrole, trainen, een recreatieve tocht of wedstrijd steppen, nationaal of wereldkampioen worden, freestylen, stunten, crossen, downhillen, sprinten, estafette, duurrijden, en ga zo nog maar even door ... Alles kan op de step! Vanaf 1970 begon ook de stepsport zich in Nederland te ontwikkelen. En worden er vanaf maart tot oktober allerlei verschillende wedstrijden georganiseerd. Zo is er in ons land een NK-step-estafette, het NK-individueel en het NK-sprint. Daarnaast is er de NAF cup - de landelijke stepcompetitie over ca. 8 wedstrijden voor junioren, senioren en veteranen. En voor de echte liefhebbers wordt er ook gestept in de Europese competitie (de eurocup), het Europees Kampioenschap en het Wereld Kampioenschap steppen. (http://www.autoped.nl/naf/flyer-algemeen-2007.pdf)

§1.3 De techniek Het steppen zelf is erg makkelijk. Het stuur dient te vastgehouden als op de fiets. Er staat 1 been op het afzetplankje, het zogenaamde standbeen. En het andere been staat op de grond, het zogenaamde afzetbeen. Met het afzetbeen wordt de grond naar achter weggeduwd zodat de step een voorwaartse snelheid krijgt. Het been wordt weer naar voren gehaald en er volgt een volgende afzet. Tijdens het steppen moet je regelmatig wisselen van been. Dit komt omdat het been waar je op staat verzuurt. Dit voel je vanzelf en ongeveer na 8 tot 12 'kicks' (afzetten) kun je dan het beste wisselen. ”Op de step merk je wel wat je sterke en zwakke been is. Er is bijna altijd een voorkeur voor een been. Het is meestal zo dat wanneer je rechts bent, je meestal met je linker been sterk op de plank staat. Ik sta meestal 1 of 2 afzetten langer op mijn sterkere standbeen.” Zegt Thijza Brouwer. Eerst zul je even moeten wennen aan het wisselen omdat het plankje vrij smal is, maar na een paar keer wisselen gaat het al iets soepeler. Voor het wisselen van been bestaat er een bepaalde techniek. Begin met het gewicht op je standbeen naar je hak te verplaatsen, door je tenen iets van het plankje te verschuiven naar de buitenkant. Plaats je andere voet met de tenen op de vrijgekomen ruimte. Haal je standbeen van de plank en schuif je andere voet nu helemaal op de plank. Zie de illustratie hieronder:

Zodra je weer gaat wisselen dit herhalen.

(http://www.gooiker.nl/kb/condition.html)

6

§1.4 Training Omdat de stepsport nog vrij jong is, en er (nog) niet veel mensen steppen, is er ook niet veel bekend over trainingsschema’s of trainingsprogramma’s. Volgens stepteam Twente: “Steppen is nog een kleine en onbekende sport. Dit is waarschijnlijk ook de reden dat er nog weinig bekend is over trainingsschema’s of programma’s.” Volgens Thijza Brouwer, secretaris Nederlands Autoped Federatie: “Er wordt wel met trainingsschema’s gewerkt, maar dat is allemaal erg onprofessioneel. En als je sprint, duurwedstrijden doet, en cross wedstrijden rijdt dan lopen de trainingsschema’s door elkaar.” “Omdat er zo weinig bekend is over trainingen wordt er ook wel met steps getraind die groter en zwaarder zijn. Met dikkere en grovere banden zodat het steppen tijdens de training zwaarder wordt. Voor specifieke handelingen zijn geen trainingsschema’s nodig. Zoals het doorgeven van de step bij een estafette.” (Erik de Groot, stepteam Green-White Feet) Toch is het trainen voor het steppen zeker nodig. Het is een intensieve sport. De duur klimwedstrijden zijn bijvoorbeeld fysiek erg zwaar. “Om dit te trainen (in de polder) wordt er ook gebruik gemaakt van demarrages (versnellingen) op de step om het steppen zwaarder te maken en de techniek goed te oefenen.” (Thijza Brouwer) Om een idee te krijgen van hoe intensief het steppen is, staat hier een calorieverbranding tabel. Hierin wordt het zitten, het lopen, het fietsen en het steppen met elkaar vergeleken. Calorie-verbranding bij iemand van 65 kg : Bezigheid: tempo: Kcal: 1 uur zitten 65 1 uur wandelen 3 km per uur 130 1 uur wandelen 6 km per uur 325 1 uur fietsen tour 20 km per uur 520 1 uur fietsen snel 30 km per uur 650 1 uur steppen tour 18 km per uur 720 1 uur steppen snel 23 km per uur 850

Kjoules: 273 546 1365 2184 2730 3024 3570

Calorie-verbranding bij iemand van 75 kg : Bezigheid: tempo: Kcal: 1 uur zitten 75 1 uur wandelen 3 km per uur 150 1 uur wandelen 6 km per uur 375 1 uur fietsen tour 20 km per uur 600 1 uur fietsen snel 30 km per uur 750 1 uur steppen tour 18 km per uur 820 1 uur steppen snel 22 km per uur 950

Kjoules: 315 630 1575 2520 3150 3444 3990

(www.autoped.nl)

7

§1.5 Spieren Bij steppen worden veel spieren gebruikt. Dit is ook de reden waarom er veel calorieën worden verbrand. “Naast de vele spieren en spiergroepen die je gebruikt bij het steppen, ben je ook sterk afhankelijk van de snelheid van je hart en je longen.” (Thijza Brouwer)

De volgende spieren worden gebruikt:

(http://www.autoped.nl/naf/flyer-calorie-poster-A4.pdf)

Spieren die worden gebruikt in het standbeen


8

Spieren die worden gebruikt in het afzetbeen


“Bij het steppen komen er naar mijn idee en ervaring geen specifieke blessuren of klacht voor. Wel is het een beweging die snel laat merken of je wel of niet fit bent.” Volgens Thijza Brouwer.

9

§1.6 De step “Om het steppen makkelijker te maken zijn er een aantal aanpassingen die gedaan kunnen worden aan de step: • Verlagen: Met een verlagingset, een andere voorvork of kleiner achterwiel kan de step dichter bij de grond gebracht worden. Dit heeft het voordeel dat het standbeen minder gebogen hoeft te worden en daardoor minder belast wordt. Er ontstaat namelijk meer verzuring op het moment dat je het standbeen dieper moet buigen dan als het standbeen minder gebogen wordt. Volgens Thijza Brouwer kan je beter 10 keer de grond raken dan dat je een te hoge plank hebt. Daarnaast wordt de richting van de kracht waarmee je afzet meer naar achter gericht in plaats van naar beneden. En dit betekend meer snelheid. • Lichter maken van de step: Alle overbodige onderdelen worden van de step af gehaald of voor zover nodig vervangen door carbon materiaal zodat de step zo licht mogelijk wordt. Hoe lichter de step is, des te minder kracht moet er geleverd worden om vooruit te komen. Als je fietst met iemand achterop, is het zwaarder als de persoon 80kg weegt dan dat deze persoon maar 40 kg weegt. • Smalle banden: “de banden zijn zo dun en hard mogelijk opgepompt zodat de wrijving met de weg het minst groot is. Er is dan echter wel minder grip in een sterke bocht.” (Erik de Groot, stepteam Green-White Feet) Dit is net als bij het wielrennen. Het voorwiel van de step lijkt dan ook heel erg op een wiel van een racefiets (wielrenfiets)

10

§1.7 De vragen Er zijn een aantal dingen die wij ons nu afvragen. Veel vragen die we hebben liggen niet in onze mogelijkheid om te onderzoeken. Deze vragen, plus de vragen die we tijdens het onderzoek nog tegenkomen, kunt u vinden bij de aanbevelingen voor vervolg onderzoek. We geven u eerst de hoofdvraag, gevolgd door de deelvragen. Wat is de meest efficiënte manier om te steppen? Wij willen graag de efficiëntste manier vinden om te steppen. Op welke manier, en met welke techniek, kom je het beste vooruit op de step. Het energieverbruik laten we achterwegen, omdat we eerst de mechanische principes in kaart willen brengen. Wat gebeurt er met het lichaam en belangrijker, wat gebeurt er met de step tijdens de beweging. Om de hoofdvraag te kunnen beantwoorden stellen we ons een aantal deelvragen. Door het beantwoorden van deze deelvragen hopen we een antwoord te kunnen geven op de hoofdvraag.

De deelvragen zijn: • Welke fases zijn er te onderscheiden tijdens een stepcyclus? • Met welke krachten heb je te maken tijdens het steppen? • Welke technieken zijn er? • Wat doet het lichaam tijdens de stepbeweging? • Met welke techniek krijg je de grootste versnelling? Welke fases zijn er te onderscheiden tijdens een stepcyclus? Met deze deelvraag willen we inzicht krijgen in de beweging van het steppen. We willen voor onszelf, maar ook voor u, een beeld schetsen van de cyclus. Het gaat hier dan niet om de ideale techniek, maar om de fases die er zijn.

Met welke krachten heb je te maken tijdens het steppen? Als we het steppen gefaseerd hebben, kunnen we aantonen welke krachten er op de beweger+step werken.

Welke technieken zijn er? Hier geven we de verschillende technieken weer. Dit doen we in de fases die bij de eerste deelvraag naar voren zijn gekomen.

Wat doet het lichaam tijdens de stepbeweging? We proberen hier te verklaren waarom het lichaam een bepaalde houding heeft.

11

Met welke techniek krijg je de grootste versnelling? Tijdens het steppen wordt er niet continu kracht geleverd. Er is sprake van een versnelling en een vertraging, welke tezamen een gemiddelde snelheid opleveren. Om deze vraag te beantwoorden kijken we naar de versnelling bij de verschillende technieken op een bepaalde snelheid.

Bronnen Thijza Brouwer, secretaris Nederlandse Autoped Federatie Erik de Groot, stepteam Green-White Feet Stepteam Twente www.steppendoejezo.nl www.iksaworld.com www.autoped.nl www.gooiker.nl www.step.startpagina.nl

12

2 Methoden §2.1 Soort onderzoek Exploratief onderzoek

§2.2 Metingen Filmen op de Academie Op de academie gaan we zelf elkaar filmen op de step. Deze step huren we bij een verhuurbedrijf in Scheveningen. We filmen elkaar vanuit een vast punt. Deze beelden verwerken we in SilliconCoach zodat we hier fragmenten uit kunnen halen. Met deze fragmenten kunnen we de fases weergeven die plaatsvinden tijdens het steppen. Schaatsband VU We willen een afspraak maken met de VU om gebruik te mogen maken van de “schaatsband.” De schaatsband is een grote loopband waar je met een step op kan. Dit willen we filmen zodat we hieruit beelden kunnen verkrijgen om de versnelling te bepalen die plaatsvindt tijdens het steppen. Ook krijgen we hierdoor ideale beelden om de stepcyclus verder te faseren. Filmen Hilversum Doordat er problemen waren ontstaan met het filmen op de VU hebben we iets moeten improviseren. We gaan de stepper filmen vanuit een auto die met constante snelheid rijd. Doordat de stepper ook constant stept krijg je hetzelfde effect als dat de stepper op een loopband stept. De stepper zal dan alsnog een verplaatsing krijgen op het beeld waardoor we de versnelling alsnog kunnen berekenen.

§2.3 Verwerking Filmen op de Academie Deze beelden gaan we bewerken via het computer programma SilliconCoach. Met dit programma kunnen we videobeelden afspelen op de computer en deze frame voor frame stilzetten. Hierdoor kunnen we perfect de momenten van de stepcyclus uit halen. Met deze beelden faseren we dan de stepbeweging. De personen die hier gefilmd worden zijn wijzelf. Pim van Kan, 23 jaar en een student aan de HALO. Lesley van Waas, 22 jaar en is ook een student aan de HALO. Beide personen hebben en sportieve achtergrond en hebben geen fysieke problemen die het steppen kunnen belemmeren.

13

Schaatsband VU Ook deze beelden bewerken we op de computer via het programma SilliconCoach. Met SilliconCoach kunnen we de afstand uitlezen en deze berekenen. Dit doen we door de afstand op te meten tussen de 2 assen van de wielen. Deze afstand kunnen we in het programma invoeren, waarna we afstanden in het beeld kunnen meten. Vervolgens kunnen we dan frame voor frame (of van meerdere frames) de verplaatsing opmeten. Deze berekeningen kunt u vinden in de bijlage, berekeningen. De persoon die stept is Dhr. R. Elzinga. Dhr. R. Elzinga is docent aan de HALO en tevens onze stepexpert. Hij is een meervoudige stepkampioen en heeft, ten tijde van de opnames, geen fysieke belemmeringen om te kunnen steppen. Voor meer informatie over Dhr. R. Elzinga en zijn stepprestaties verwijs ik u naar de site van hem: http://www.steppendoejezo.nl/

Filmen Hilversum De verwerking van de gegevens die we in Hilversum verkrijgen gaat hetzelfde als de gegevens die we zouden verkrijgen op de VU. Ook hier lezen we de verplaatsing uit via het programma SilliconCoach. Vervolgens kunnen we m.b.v. berekeningen (zie bijlage “berekeningen Hilversum”) de versnelling berekenen. In Hilversum filmen we de stepper echter niet op een loopband. De stepper stept hier op de openbare weg. Een auto rijdt met constante snelheid naast de stepper en vanuit de kofferbak wordt de stepper gefilmd. Op de beelden kunt u nog een hoek van de achterbak vinden, zodat u kunt zien dat het beeld constant blijft t.o.v. de omgeving en de camera dus niet meedraait.

14

3 Resultaten §3.1 Filmen op de academie Om de stepbeweging in kaart te brengen hebben we onszelf gefilmd terwijl we aan het steppen zijn. Hier hebben we de volgende informatie uit kunnen halen. Doel: het zo snel mogelijk voortbewegen op een voertuig zonder motorische aandrijving met 2 wielen, waarbij er altijd 1 voet op het voertuig geplaatst moet zijn. Proces: 1 voet staat altijd op de step en er zijn 2 handen aan het stuur. Met de andere voet moet de grond weg geduwt worden naar achteren zodat de step een voorwaartse snelheid krijgt. Dit gebeurt door de vrije voet naar voren te brengen met een gestrekt been (lange pendel) of door de knie te buigen tot een hoek van ongeveer 90 graden of kleiner (afhankelijk van de lenigheid van de beweger), de korte pendel. De voet wordt neergezet op de grond en de grond wordt naar achteren geduwd waardoor de step voorwaarts in beweging komt. Het been wordt dan gestrekt en weer opgehaald wanneer de voet niet meer bij de grond kan. Hij wordt met een pendelbeweging weer naar voren gebracht om vervolgens weer voor af aan te beginnen. De beweging is serieel, omdat er een doorgaande beweging in zit. Na 1 keer afzetten kan gelijk de volgende afzet ingezet worden. Om snelheid te behouden is dit ook noodzakelijk. De beweging is gesloten als het om de techniek van het afzetten gaat. Wat betreft de omgeving is deze geheel open, omdat de stepper moet anticiperen op de omgeving. Zo moet deze bijvoorbeeld een object op de weg ontwijken door te sturen.

15

§3.1.1 Fasering van de beweging Voorbereidende fase het afzetbeen wordt omhoog gebracht

Bij de voorbereidende fase wordt het been omhoog gebracht om zo het lichaam in de juiste positie te brengen om bij de contactfase de meeste kracht te leveren.

16

Inleidende fase

Tijdens de inleidende fase wordt het afzetbeen van het hoogste punt naar beneden gebracht, tot vlak voordat de voet de grond raakt. Er wordt nu al zoveel mogelijk snelheid aan het been mee gegeven, zodat wanneer de voet contact maakt met de grond, de snelheid hoger is dan de grond die voorbijkomt.

17

Kernfase

Zodra de voet de grond raakt totdat deze weer los is van de grond. (contacttijd van de voet met de grond) Tijdens de kernfase wordt er kracht op de grond uitgeoefend zodat de step vooruit wordt geduwd. Een voet die TE ver naar voren wordt geplaatst zorgt voor een remmende werking ivm het vertragen van de cyclische beweging. (zie verklaring)

18

Verklaring • Wanneer de snelheid (V) van de step bij A 1 m/sec is, en er wordt afgezet met de voet (B) 1 m/sec zal er bij C geen versnelling en geen vertraging optreden. De totale snelheid (Vt) blijft constant.

A Vt =1 m/sec V=1 m/sec

B

C

1 m/sec

voet

0 m/sec

grond

•

grond

grond

grond

Wanneer de snelheid (V) van de step bij A 1 m/sec is, en er wordt afgezet met de voet (B) met een snelheid van 0,7 m/sec. Zal er, zodra er contact is met de grond, een remmende kracht optreden bij C (van 1,0 m/s Æ 0,7 m/s) van 0,3 m/sec. (dit is een ruwe schatting gebaseerd op de theorie. Dit is geen gestaafd resultaat en dient hier dan ook alleen als voorbeeld.) Er treedt dan een vertraging op. De totale snelheid (Vt) wordt dan maar 0,7 m/sec.

A V= 1 m/sec

B

Vt =0,5 m/sec

C

0,5 m/sec grond

voet

0,5 m/sec grond

grond

grond

19

•

Wanneer de snelheid van de step bij A 1m/sec is, en er wordt afgezet met de voet met een snelheid van 1,5 m/sec. zal er een versnelling optreden. De totale snelheid (Ft) zal omhoog gaan richting de 1,5 m/sec. (F = m.a) A V=1 m/sec

B

Vs =1,5 m/sec

C

1,5 m/sec grond

voet

0 m/sec grond

grond

grond

20

Slotfase

Het been wordt doorgezwaaid. Tijdens de doorzwaaifase wordt de beweging afgemaakt. De grond wordt krachtig weggeduwd en het been zwaait door om van hieruit weer naar de inleidende fase te komen.

21

Overlappende fase

Omdat dit een syclische beweging is, komt de slotfase overeen met de inleidende fase van de volgende cyclus.

22

§3.1.2 Wat doet het lichaam tijdens de stepbewegingen? Hier proberen we te verklaren waarom je automatisch een bepaalde lichaamshouding aanneemt. Tijdens de inleidende fase wordt het afzetbeen vanuit een opgeheven positie naar beneden gebracht in een ronde beweging (zie pijl). Het standbeen is licht gebogen. Dit heeft in deze fase waarschijnlijk met lenigheid te maken. De romp heeft een lichte buiging voorwaarts. Dit komt waarschijnlijk door de hoogte van het stuur. Wanneer deze hoger zou zijn in verhouding met de lengte van het lichaam, dan zou de romp rechter op zijn. Dit heeft echter wel nadelige gevolgen voor de frontale (wind)weerstand. Hoe rechter op je staat, hoe meer wind je vangt tijdens het steppen.

Aan het eind van de inleidende fase is het afzetbeen bijna op de grond. De hoek van het afzetbeen is iets stomper geworden. De hoek van het standbeen is scherper geworden. Omdat het standbeen hoger staat dan de grond moet deze namelijk gebogen worden zodat het afzetbeen bij de grond kan voor de afzet. Dit heeft invloed op de gehele romphouding. Deze is meer voorover gebogen.

23

Tijdens de kernfase is het hele lichaam voorover gebogen. Deze houding lijkt op een valbeweging. Dit is te vergelijken met lopen. De romp beweegt zich voorwaarts zodat een valbeweging voordoet. Deze wordt vervolgens teniet gedaan door het verplaatsen van een voet zodat de valbeweging wordt opgevangen. Op een step hoeft de valbeweging niet te worden opgevangen. Er kan dus extra nadruk gelegd worden op een snelle afzet. Daarom een voorwaarts gebogen romp.

Tijdens het laatste gedeelte van de kernfase valt op dat het afzetbeen en de romp nagenoeg in 1 lijn staan. Aan deze lijn is af te lezen in welke richting er kracht wordt geleverd. Het standbeen wordt sterk gebogen.

24

Tijdens de slotfase wordt het afzetbeen doorgezwaaid. Het standbeen wordt minder gebogen. Dit betekend dat de beweger rechter op komt te staan.

25

Bij de doorhaal komt het lichaam rechter op. Het standbeen is bijna gestrekt. Het afzetbeen wordt naar voren doorgehaald.

26

§3.2 Schaatsband VU Het steppen op de schaatsband op de VU was geen succes en leverde niet de gewenste resultaten op. Het Steppen op een loopband is moeilijk en heeft een gewenningsperiode nodig. Doordat we hier geen tijd voor hadden (de schaatsband was al volgeboekt) hebben we dit dus niet kunnen doen. Dhr. Elzinga kon niet op een normale manier steppen op deze band. Het gevoel op de band kwam niet overeen met het zijn bewegingsgevoel op de weg. Wel kwamen er op de VU een paar nieuwe onderzoeksvragen naar voren, welke we behandelen in het hoofdstuk Aanbeveling vervolgonderzoek.

27

§3.3 Filmen Hilversum In Hilversum hebben we Dhr. Elzinga op de step gefilmd. Dit filmen gebeurde vanuit een auto die met constante snelheid reed. De camera stond op een vast punt in de achterbak, waarbij er een hoek van de achterbak gefilmd is zodat er een vast beeld ontstaat waarin de stepper beweegt. We hebben Dhr. Elzinga steppend als volgt gefilmd: - Korte pendel met een gem. snelheid van 20 km/h - Korte pendel met een gem. snelheid van 25 km/h - Korte pendel met een gem. snelheid van 32 km/h - Lange pendel met een gem. snelheid van 20 km/h - Lange pendel met een gem. snelheid van 25 km/h - Lange pendel met een gem. snelheid van 28 km/h Zoals u kunt zien verschilt de snelheid van de korte pendel, 32 km/h, met die van de lange pendel, 28 km/h. Dit komt omdat dit maximale snelheden waren die de stepper had met deze technieken. Verder zijn alle verwerkte gegevens in deze paragraaf gemiddelde. Dit komt doordat we vanuit een bewegende auto gefilmd hebben en getracht hebben om de snelheid zo constant mogelijk te houden. Dit is uiteraard niet zo constant als dat het op een loopband zou zijn, vandaar dat het gemiddelde zijn.

28

§3.3.1 De Lange Pendel Stepper: Techniek: Gem. Snelheid: Locatie:

Dhr. R. Elzinga Lange Pendel 25 km/h Hilversum

29

§3.3.2 Korte Pendel Stepper: Techniek: Gem. Snelheid: Locatie:

Dhr. R. Elzinga Korte Pendel 25 km/h Hilversum

30

§3.3.3 Meetresultaten De resultaten geven we systematisch weer in volgend schema (berekeningen zie de bijlage).

Gem. snelheid (km/h)

Gem. verplaatsing (m)

Gem. Tijd van de verplaatsing (s)

Totale tijd cyclus (s)

Versnellin g (m/s²)

20 km/h

0,21 m

0,297 s

1,335 s

2,380

25 km/h

0,179 m

0,250 s

1,243 s

2,864

28 km/h

0,178 m

0,240 s

1,152 s

3,122

20 km/h

0,1625 m

0,345 s

1,383 s

1,365

25 km/h

0,22 m

0,263 s

1,273 s

3,181

32 km/h

0,245 m

0,229 s

1,097 s

4,667

Lange Pendel

Korte Pendel

Verklaring: Gem. Snelheid: Gem. verplaatsing: Gem. tijd v/d verplaatsing: Totale tijd cyclus: Versnelling:

De gemiddelde snelheid waarmee er gestept werd in km/h. De verplaatsing van de stepper in het beeld in voorwaartse richting in m. De gemiddelde tijd die de verplaatsing duurt in s. De totale tijd die een cyclus (stepbeweging) gem. duurt in s. de gemiddelde versnelling die plaatsindt in m/s²

31

§3.3.4 Bijzonderheden Wat opviel bij het bestuderen van de beelden, is dat er een voorwaartse impuls (versnelling) plaats vindt, vlak voordat de afzetvoet contact maakt met de grond. Hier gaat het ALZ omlaag en duw je de step vooruit met je armen.

Dit gedeelte konden we niet verder onderzoeken, doordat de beelden dit niet toelieten. Wij hebben het dus vooral over de versnelling gehad, die voortkomt uit de afzet van de voet. De stippellijn geeft aan dat de step op een gelijke hoogte blijft. Aan de rode pijltjes kun je zien dat de step vooruit gaat als de beweger omlaag beweegt. Dit wordt verder behandelt in het hoofdstuk “discussie, steppen vs. wielrennen.”

32

4 Discussie §4.1 Wat gebeurt er tijdens het steppen “Wat gebeurt er met het lichaam tijdens de stepbeweging?” We hebben dit omschreven tijdens de verschillende fases. Eerst komt de inleidende fase aan bod. We geven eerst een aantal foto’s van deze fase waarna we bespreken wat er met het lichaam gebeurt. Vervolgens de Kernfase met de afzet. Na de kernfase de slotfase en als laatste bespreken we de doorhaal, voorbereidende fase. Inleidende fase

stand van het lichaam Standbeen licht gebogen, wordt scherper

Romp lichte buiging voorover

Hoek afzetbeen wordt stomper, rechter

Waarom? “hoe langer er contact is tussen de krachtgever en het materiaal waarop kracht wordt geleverd, hoe meer kracht er geleverd kan worden.” Met dit in gedachte is het logisch dat het standbeen buigt. Zo komt namelijk het afzetbeen dichter bij de grond. Deze kan de grond dan eerder raken, zodat deze ook langer contact heeft met de grond, en dus langer kracht kan leveren. Dit heeft te maken met de valbeweging die het lichaam inzet. Om ervoor te zorgen dat de kracht die geleverd wordt achter het lichaamszwaartepunt plaats vindt buigt de romp iets voorover. Hierdoor komt het lichaamszwaartepunt verder naar voren te liggen. Ook komt hier de eerste versnelling aan bod doordat de step naar voren “geduwd” wordt. Het afzetbeen reikt naar de grond. Deze is lager dan waar het standbeen op staat. Daarom zal het afzetbeen zich moeten strekken.

33

Kernfase

Stand van het lichaam Hele lichaam voorover gebogen Valbeweging

Waarom? Het lichaamszwaartepunt komt verder naar voren te liggen. Doordat het bovenlichaam dichter bij de grond komt, kan het afzetbeen langer contact houden met de grond. Om voorwaartse snelheid te krijgen moet er een beweging voorwaarts zijn. Dit gebeurt (net als bij het lopen) door de romp voorwaarts te laten “vallen”. Bij het lopen moet er dan een voet verplaatst worden om de val op te vangen, zodat je niet daadwerkelijk op de grond ligt. Wanneer deze voet is neergezet wordt het andere been naar voren gehaald en wordt de val beweging herhaald. Bij het steppen gebeurt het net zo. Er wordt een valbeweging ingezet (de romp leunt voorwaarts) en er wordt afgezet met het afzetbeen. Het verschil met lopen is dat de val niet opgevangen hoeft te worden omdat de persoon op de step staat en dus de voet achter het lichaamszwaartepunt kan plaatsen. Je krijgt hierdoor alleen voorwaartse snelheid. Geen neerwaartse snelheid.

Lange contacttijd afzetbeen Æ grond

Hoe langer een er contact is tussen de persoon en tussen het materiaal waarop kracht geleverd wordt, hoe meer kracht er geleverd kan worden. Met andere woorden: hoe langer het afzetbeen aan de grond blijft, hoe langer en harder er afgezet kan worden. Opvangfase Hier wordt de voet opgevangen en voor het eerst geplaatst op de grond Strek- of stuwfase Deze fase begint als de loodlijn uit het ALZ zich boven het steunpunt begint en eindigt, wanneer na de strekking van het been het contact met de bodem wordt verbroken. De contacttijd bij het steppen wordt bepaald door de snelheid van de step.

Afzetbeen + romp = rechte Aan het eind van de kernfase staan de romp en het afzetbeen in 34

lijn aan het eind

dezelfde lijn. Hieraan zie je in welke richting er kracht geleverd wordt. Hoe horizontaler deze lijn is, hoe meer voorwaartse snelheid er wordt verkregen bij de afzet. Ook is deze lijn voorbereidend op de doorhaal.

http://documentatiecentrum.kortermaarkrachtig.be/lopenmeteenonderbeenprothese.pdf

Slotfase

Stand van het lichaam Standbeen gebogen Æ strekken

Afzetbeen doorzwaaien

Waarom? Het buigen van het standbeen is zonder afzet niet echt zwaar. Om door je been heen te gaan en weer omhoog te komen is een kleine moeite. Wanneer hier veel herhaling in komt, zal het zwaarder worden en zal er verzuring in het been komen. Toch is dit vaker vol te houden dan wanneer er meerdere keren een afzet wordt gemaakt met het afzetbeen. Blijkbaar is het zwaarder om een afzet te maken dan om je knie te buigen en door je been te zakken. Dit heeft waarschijnlijk te maken met het feit dat er tijdens de afzet met het afzetbeen de grond wordt weggeduwd, en tegelijkertijd met het standbeen de step naar voren geduwd. Om zo lang mogelijk contact met de grond te houden wordt het standbeen gebogen zodat het afzetbeen lange contacttijd krijgt met de grond. Aan het einde van de afzet moet het afzetbeen weer naar voren gebracht worden. Door het standbeen dan uit te strekken kom je hoger op de step te staan waardoor het afzetbeen boven de grond langs, zonder krachtsinspanning, naar voren geplaatst kan worden. (de sprint uitgezonderd, dan komt het afzetbeen krachtig en gebogen al naar voren) Nadat de voet van het afzetbeen de grond heeft verlaten, zwaait het achterbeen naar achter/omhoog tot bij het zitvlak. Tijdens deze beweging die als “hielaanslag” bekend staat is een ontspanning van de trekspieren van het been nodig, dit om de voortzetting van de beweging zo soepel mogelijk te laten verlopen (http://documentatiecentrum.kortermaarkrachtig.be/lopenmeteenonderbe enprothese.pdf).

35

Doorhaal

Stand van het lichaam Romp rechtop, been naar voren

Standbeen is nagenoeg gestrekt

Waarom? De reden om de romp rechtop te laten komen, is om het standbeen te strekken en het hierdoor rust te geven. tegelijkertijd wordt het afzetbeen naar voren gebracht om weer in positie te komen voor de voorbereidende fase. Op de step sta je hoger dan op de grond. Daardoor kan je afzetbeen, als je rechtop staat, de grond niet halen. Tijdens de afzet verbruik je energie door je knieën te buigen zodat je afzetbeen contact kan maken met de grond. Na de afzet moet het afzetbeen naar voren gebracht worden. Het standbeen raakt vermoeid doordat het gebogen wordt bij de afzet. Om het standbeen te ontlasten wordt het weer gestrekt.

36

§4.2 De Mechanische Krachten Met welke krachten heb je nu eigenlijk te maken tijdens het steppen? We proberen hier te verklaren en te verduidelijken welke krachten er van toepassing zijn tijdens de stepbeweging. We proberen te verklaren, maar trekken hier geen conclusies uit. De rede dat we hier geen conclusies uit trekken is dat onze kennis niet toereikend is om dit te doen. Om deze vraag te beantwoorden maken we gebruik van een foto om het te verduidelijken. In deze foto zullen we krachtlijnen aangeven welke van belang zijn tijdens het steppen en/of waar je mee te maken hebt. Eerst zullen we de algemene krachten weergeven. Hier gebruiken we een rechthoek als beweger + step om het te vergemakkelijken en overzichtelijker te maken. Fn

Fvw

Fw

Fz De krachten zijn globaal weergegeven en in de foto (zie verder in het verslag) zullen we de krachten verder en specifieker uitwerken. Fn = de normaalkracht De normaalkracht vindt altijd plaats en staat loodrecht op het oppervlak Fz = Fn Fz = de kracht die er voor zorgt dat de beweger op de grond blijft. Deze kracht is te berekenen door de formule Fz = m . g m = massa in kg g = zwaartekracht, in Nederland 10 Fvw = voorwaartse snelheid De snelheid die de beweger krijgt Fw = De weerstand De weerstand die de beweger + step ondervinden De normaalkracht en zwaartekracht kunnen we in deze analyse, vanwege het feit dat de beweger + step op een horizontale ondergrond bewegen, verwaarlozen. Hier zullen we dus ook niet dieper op in gaan. Deze krachten worden belangrijk bij beklimmingen.

37

§4.2.1 De voorwaartse snelheid De voorwaartse snelheid wordt verkregen door de afzet. Deze afzet vindt plaats op de ondergrond.

ALZ

= de kracht die de beweger uitoefent op de ondergrond = de kracht die de grond teruggeeft Zoals u op de foto kunt zien wordt er schuin naar beneden kracht geleverd. Doordat het een vaste ondergrond is wordt alle kracht teruggegeven, schuin omhoog. De step zou dus eigenlijk schuin omhoog voortbewegen. Dit gebeurt echter niet vanwege het gewicht van de step en de beweger. Er wordt wel in voorwaartse richting bewogen. Hoe vlakker (horizontaler in dit geval) de blauwe pijl is, hoe meer snelheid er dus verkregen wordt en des te minder krachten worden er verloren. Hoe groter is, en hoe kleiner is, hoe vlakker en automatisch wordt. Uiteindelijk levert de afzet van de voet dus een voorwaartse beweging/snelheid op De impuls die de armen leveren zijn hier weggelaten en verwerkt in de totale afzet. (de getekende krachten in de tekeningen zijn veronderstellingen en geen feitelijke krachten vanwege het feit dat we hier te weinig kennis over beschikken.)

38

§4.2.2 De weerstand De weerstand bestaat uit een aantal verschillende facetten. Belangrijk is, dat je alleen voortbeweegt als Fvw groter is dan Fw. Zoals we al gemeld hebben, laten we de weerstand van de step t.o.v. de ondergrond achterwege (wrijving). We gaan hier de luchtweerstand bespreken. Deze luchtweerstand krijg je automatisch als je gaat bewegen. De grootte van de luchtweerstand hangt van een aantal dingen af. - de snelheid waar mee gestept wordt - de lichaamshouding op de step - de richting en kracht van de wind Snelheid Hoe sneller je stept, hoe meer luchtweerstand je krijgt. Lichaamshouding Hoe groter je bent op de step, hoe meer lucht je tegen je aan krijgt. Automatisch groeit de luchtweerstand dan. Om deze te verkleinen dien je gestroomlijnd en/of klein op de step te zijn. Windrichting, -kracht Komt de wind recht van voren, heb je meer weerstand dan dat je de wind in de rug hebt. Met de kracht van de wind, neemt ook de weerstand toe als deze van voren komt en af als deze vanuit de rug komt.

• • • •

Met welke krachten heb je te maken tijdens het steppen? Welke technieken zijn er? Wat doet het lichaam tijdens de stepbeweging? Met welke techniek krijg je de grootste versnelling?

ALZ

39

§4.3 Beschrijving van de technieken Tot nu toe zijn er bij ons 3 technieken bekend die toegepast worden om te kunnen steppen. Deze technieken zijn: de lange pendel, de korte pendel en de voetwissel. De techniek om te wisselen bij de estafette wordt hier niet als een techniek beschouwd om te kunnen steppen. We geven hieronder de technieken weer m.b.v. afbeeldingen/foto’s.

§4.3.1 De voetwissel De voetwissel vindt plaats als de stepper van afzetvoet verwisseld. Elke stepper heeft een favoriet afzetbeen. Veel steppers zullen dan ook vaker afzetten met het favoriete been. Omdat er in het afzetbeen verzuring/vermoeidheid ontstaat, wisselt de stepper van been om geen snelheid te verliezen.

De techniek van deze wissel ziet er als volgt uit:

Begin met het gewicht op je standbeen naar je hak te verplaatsen, door je tenen iets van het plankje te verschuiven naar de buitenkant. Plaats je andere voet met de tenen op de vrijgekomen ruimte. Haal je standbeen van de plank en schuif je andere voet nu helemaal op de plank.

40

§4.3.2 De lange pendel Bij de lange pendel wordt het been vanaf de voorbereidende fase (nagenoeg) gestrekt naar voren gebracht.

Bij de inleidende fase wordt het been gestrekt weer naar beneden gebracht.

Tijdens de kernfase is er geen specifiek verschil tussen de korte en de lange pendel. Er wordt afgezet tegen de grond.

Tijdens de slotfase wordt het been weer (nagenoeg) gestrekt naar achter doorgezwaaid.

41

Tijdens de doorhaal wordt het afzetbeen weer iets gebogen. Wanneer deze weer naast het standbeen is, zijn de benen bijna in dezelfde stand.

42

§4.3.3 De korte pendel Bij de korte pendel wordt het been in de voorbereidende fase met een sterk gebogen been naar voren gebracht. De knie wordt zo hoog mogelijk opgetrokken tussen de armen.

Tijdens de inleidende fase wordt het been naar voren toe gestrekt om deze hierna naar de grond te brengen.

Tijdens de kernfase is er nagenoeg geen verschil tussen de korte en lange pendel. Er wordt afgezet tegen de grond.

Tijdens de slotfase wordt het been zeer ver doorgehaald.

43

Bij de doorhaal wordt het been gebogen weer naar voren gehaald tot het naast het standbeen is. Hierna wordt de knie gelijk weer opgetrokken.

Deze 2 technieken zijn in grote lijnen weergegeven. Individueel zullen deze technieken bij verschillende steppers af kunnen wijken.

§4.4 De versnelling Gezien de resultaten, Filmen Hilversum §3.3.3, krijg je bij de korte pendel techniek de grootste versnelling. Het geen wat opvalt is dat er bij een snelheid van gemiddeld 20 km/h de grootste versnelling bij de lange pendel techniek plaats vindt. Dit zou mogelijk kunnen komen doordat 20 km/h voor de stepper vrij langzaam is. Om toch de gemiddelde snelheid op 20 km/h te houden moet de stepper veel corrigeren en nauwelijks kracht leveren. Dit zou een verklaring kunnen zijn voor het afwijkende resultaat. Het is dus duidelijk dat de korte pendel techniek een snellere techniek is, gezien de gemiddelde versnelling die er bij elke afzet plaats vindt en de maximale snelheid die er kan worden bereikt met de techniek. De lange pendel heeft namelijk een maximale snelheid van +/- 28 km/h en de korte pendel heeft een maximale snelheid van +/- 32 km/h. Wel moet gezegd worden dat de favoriete techniek van de stepper in kwestie de korte pendel techniek betreft. Het zou zo kunnen zijn dat deze techniek daarom beter ontwikkeld is dan de korte pendel techniek en hierdoor het verschil veroorzaakt. Verder is in het schema te zien dat de tijd van de totale cyclus, van afzet tot afzet, gemiddeld genomen bij de lange pendel korter is dan bij de korte pendel. Dit houdt dus in dat je in eenzelfde tijdsbestek met de lange pendel vaker af kan zetten dan de korte pendel. Het gevolg hiervan kan echter zijn dat er bij de lange pendel eerder de vermoeidheid toe kan slaan dan bij de korte pendel, omdat je voor dezelfde snelheid vaker af moet zetten.

44

§4.5 Steppen vs. Lopen Hier willen we kijken of er overeenkomsten zijn tussen het steppen en het lopen. Bij beide activiteiten heb je namelijk een afzetfase en een doorhaal. De loopcyclus ziet er als volgt uit:

We maken nu de vergelijking tussen het lopen en de 2 verschillende steptechnieken. Lange Pendel

Sprint

Korte pendel

45

46

Zoals u op de foto’s kunt zien, vertoont de stepper die met de korte pendel stept, veel overeenkomsten met het hardlopen. De hak wordt na de afzet actief naar de billen gebracht en met een hoge knie-inzet naar voren bewogen. De stepper die stept met de lange pendel heeft geen actieve inzet van de hak naar de billen en brengt de voet laag naar voren met een meer gestrekte knie.

47

Verklaring: Het vermogen tot voorladen van de hamstrings geldt als een belangrijke, zo niet de belangrijkste, limiterende factor voor de hoogst haalbare loopsnelheid. (Chapman e.a. 1983). Dit kan als rede aangevoerd worden om te verklaren waarom de hak actief naar de bil gebracht wordt. Doordat deze 2 technieken, looptechniek en de korte pendel steptechniek, zoveel overeenkomsten vertonen in de doorhaal kan men aannemen dat de stepper de looptechniek toe is gaan passen tijdens het steppen. Dit is een logisch gevolg van het feit dat er naar het lopen al veel onderzoek is gedaan en continu aangepast en verbeterd wordt. Helaas is dit nog niet het geval bij het steppen doordat, zoals al eerder beschreven in deze scriptie, de stepsport nog in de “kinderschoenen” staat.

De lange pendel is echter niet direct afgeleid van het hardlopen, zoals te zien is op de foto’s. Doordat we zo met het lopen bezig waren, hebben we gekeken of er overeenkomsten te vinden zijn tussen het snelwandelen en de lange pendel techniek. Hieronder vindt u de foto’s. Lange pendel

Snelwandelen

48

49

Tussen de lange pendel het snelwandelen zitten weinig overeenkomsten. De enige overeenkomst, in onze bevindingen, is dat de voet laag naar voren gebracht wordt. Een snelwandelaar is echter beperkt in zijn bewegingen door de regelgeving. Zo dient een snelwandelaar zijn voet bijvoorbeeld in te zetten met een gestrekte knie en moet er te allen tijde een voet contact hebben met de grond. Door deze regelgeving ziet de beweging van een snelwandelaar er zo uit. We denken dan ook dat de lange pendel de eerste echte steptechniek is en de techniek met de korte pendel echt ontworpen is voor de wedstrijdsport. De korte pendel heeft echter nog geen grote voordelen ten opzichte van de lange pendel (op internationaal niveau wordt er gestept met beide technieken).

50

§4.6 Steppen vs. Wielrennen Tussen het steppen en het wielrennen willen we een vergelijking maken vanwege onze bevindingen tijdens het steppen in Hilversum. We kwamen hier tot de ontdekking dat er, voor de afzet, al een versnelling plaatsvond.

Hoe deze versnelling tot stand komt hopen we te kunnen verklaren door de koppeling te maken tussen het steppen en het wielrennen. Zoals op de fotoserie hierboven te zien is, wordt de step als het ware naar voren geduwd. Dit vindt plaats bij een hoop sporten op het moment van finishen. Neem bijvoorbeeld een schaatser die zijn schaats naar voren duwt i.p.v. nog een slag te maken. Dichter bij het steppen ligt dan het fietsen en met name het wielrennen. Tijdens een sprint bij het wielrennen “duwen” de sprinters vlak voor de streep hun fiets naar voren en trappen niet meer.

Op de foto’s zijn diverse fotofinishes te zien. Zoals u kunt zien “duwen” de renners de fiets naar voren en zitten ze zelf zelfs achter het zadel.

51

Hier ziet u een aantal foto’s waar de renner zijn fiets naar voren “duwt.”

De fietser op de foto in het wit is de Nederlandse baanwielrenner Theo Bos. Bos zit op de eerste foto hoog op de fiets met gebogen armen. Op de tweede foto is al te zien dat de armen gestrekt worden en de schouders omlaag gaan. Op de 3e foto ziet u dat het hoofd omlaag is gegaan en op foto 4 kunt u zien dat hij achter het zadel is met zijn heupen. De fiets is door hem naar voren gebracht t.o.v. zijn lichaam. Wat is de theorie hierachter?

Hoe is dit dan te vergelijken met het steppen? Op de onderstaande fotoserie is te zien hoe de step op 1 hoogte blijft (zwarte stippellijn). U ziet het afzetbeen van de stepper richting de grond gaan en tegelijkertijd gaan de ellebogen (gele lijn) en daarmee de schouders omlaag. De bruine stippellijn geeft de afstand weer tussen de voorkant van de voet van het standbeen en de achterkant van de billen. Hier kunt u zien dat ook bij het steppen de heupen naar achter gebracht worden.

Welke overeenkomsten zijn er dus tussen deze 2 fotoseries? - de schouders worden omlaag gebracht - de heupen worden naar achter gebracht De stepper duwt de step naar voren, zonder hier over na te denken. Om het voordeel van deze beweging te onderzoeken zou je de beweger bewust van de beweging moeten maken en het extra stimuleren om te kunnen beoordelen of er voordeel uit te halen is of dat de beweging alleen inleidend is op de voetafzet.

52

5 Conclusies Onze hoofdvraag is: Wat is de meest efficiënte manier om te steppen? Voordat we de hoofdvraag gaan beantwoorden proberen we eerst antwoord te geven op de deelvragen. Met de gegevens van de deelvragen hopen we dan de hoofdvraag te kunnen beantwoorden.

§5.1 Fasering van de stepcyclus “Welke fases zijn er te onderscheiden tijdens een stepcyclus?” Deze vraag is al deels beantwoord bij de resultaten van het onderzoek. In deze paragraaf proberen we zo kort en duidelijk mogelijk antwoord te geven op de vraag. Wilt u meer informatie, dan verwijs ik u naar hoofdstuk 3 resultaten, §1.1” Om de beweging te kunnen faseren moeten we eerst de fases in kaart brengen. - Voorbereidende of overlappende fase - inleidende fase - kernfase - slotfase De cyclus ziet er, ongeacht de techniek, hetzelfde uit. Hier hebben we ervoor gekozen om de fases weer te geven waarin er gestept wordt d.m.v. de korte pendel (resultaten, §3.3.2). Inleidende fase:

53

Kernfase:

Slotfase:

Voorbereidende of overlappende fase:

54

De hele Cyclus:

Inleidend

Kern

Voorbereidend

Slot

55

§5.2 De Mechanische Krachten “Met welke krachten heb je te maken tijdens het steppen?” Deze vraag proberen wij te beantwoorden in hoofdstuk 4 discussie, §4.2. Vanwege onze geringe kennis hierover kunnen wij hier geen conclusies uit trekken, maar alleen veronderstellingen over doen.

§5.3 De technieken “Welke technieken zijn er” We onderscheiden 3 vormen. Er is een techniek voor de voetwissel, als de stepper van afzetbeen wisselt. Ook wordt er gestept met een lange pendel en met een korte pendel. De beschrijving en beelden van deze technieken vindt u in hoofdstuk 4 discussie, §4.3.

§5.4 Het lichaam tijdens de stepbeweging Wat doet het lichaam tijdens de stepbeweging? Dit zijn niet echt conclusies die we kunnen trekken, maar vooral bevindingen over wat we zien dat er gebeurd. De beschrijving hiervan kunt u vinden in hoofdstuk 4 discussie, §4.1.

§5.5 De versnelling Gezien de resultaten, Filmen Hilversum §3.3, krijg je bij de korte pendel techniek de grootste versnelling en kan de stepper de hoogste maximale snelheid bereiken. (zie schema hoofdstuk 3 resultaten, §3.3.3) Wel moet gezegd worden dat de favoriete techniek van de stepper in kwestie de korte pendel techniek betreft. Het zou zo kunnen zijn dat deze techniek daarom beter ontwikkeld is dan de lange pendel techniek en hierdoor het verschil veroorzaakt. De lange pendel heeft echter de kortste cyclustijd, wat inhoud dat je meerdere cycli kan maken met de lange pendel dan met de korte pendel in hetzelfde tijdsbestek.

56

§5.6 beantwoorden van de hoofdvraag “wat is de meest efficiënte manier om te steppen?” We zijn tot de ontdekking gekomen dat je met de korte pendel de grootste versnelling krijgt. De tijd in de cyclus die niet gebruikt wordt voor de versnelling, wordt gebruikt voor de vertraging. Dit in ons achterhoofd houdend kunnen we met een simpel rekensommetje (cyclustijd – versneltijd = vertraagtijd) tot de conclusie komen dat je met de lange pendel de kortste vertraagtijd hebt. Bij een constante snelheid heb je te maken met een versnelling en de bijhorende vertraging. Met de korte pendel heb je een grote versnelling, hierdoor krijg je dan automatisch (om constant te blijven rijden) een grote vertraging. Bij de lange pendel is dit precies andersom. De versnelling is relatief klein, waardoor de vertraging (om constant te blijven rijden) ook klein is. We kunnen concluderen dat de stepper, Dhr. R. Elzinga, met de korte pendel een hogere maximum snelheid behaald dan met de lange pendel. Welke techniek dan het meest efficiënt is, kunnen we niet bepalen. Om dit te kunnen bepalen heb je informatie over het energieverbruik per techniek nodig. Kortom, we kunnen geen concreet antwoord geven op de hoofdvraag.

57

6 Aanbeveling vervolgonderzoek Tijdens ons onderzoek zijn we meer vragen tegengekomen dan dat we konden beantwoorden. Zo kwamen we tot de ontdekking dat het steppen op een loopband trainings- en gewenningstijd kost. Op de loopband kan er dan ook geëxperimenteerd worden met de weerstand. Zodra de stepper kan steppen op deze loopband kun je het onderzoek dat wij gedaan hebben verfijnen. De snelheid kan constanter blijven op de loopband waardoor er weinig tot geen meetfouten optreden. Ook zijn de versnelling en vertragingsmomenten duidelijker te zien. Op de loopband beweegt de stepper, optisch, nauwelijks. De stepper heeft een kleine verplaatsing, zowel voor als achteruit. Dit biedt mogelijkheden om de zuurstofopname, energieverbruik etc. te kunnen meten. Door dit te doen kun je een duidelijker antwoord geven op onze hoofdvraag. Ons onderzoek biedt ook nog ruimte voor de voetwissel. De voetwissel zelf is een techniek die weinig ruimte bied voor verbeteringen. Het vervolg van de voetwissel daarentegen laat ruimte open voor onderzoek. Zo kan het afzetbeen na de voetwissel omhoog gebracht worden om vervolgens af te zetten. Het afzetbeen kan echter ook direct afzetten. Beide technieken worden toegepast, maar welke het effectiefst werkt is niet bekend. Het wegduwen van de step, voordat er contact met de grond gemaakt wordt, is ook opvallend. Dit is ons opgevallen bij ons onderzoek naar de versnelling. Op onze beelden was het moment alleen te zien en de beelden waren niet goed genoeg om hier verder onderzoek naar te verrichten. Het moment was er echter wel, dit zou op de loopband perfect te zien zijn. Er zou dus onderzoek gedaan kunnen worden naar de invloed van deze beweging op de totale stepbeweging. Is de beweging van belang en wat gebeurt er als deze beweging extra gestimuleerd wordt of juist niet? Op de step zelf hebben wij ons niet gericht. Deze is mogelijk ook nog aanpasbaar, binnen de wedstrijdreglementen, waardoor er misschien sneller gereden kan worden en nieuwe technieken ontdekt kunnen worden. Kortom, Er valt nog een hoop te onderzoeken en te ontdekken op het gebied van steppen op de step.

58

7 Literatuurlijst Boeken: Hoogland, W., Dik, R., Rapport over rapporteren, 4e druk, Groningen/Houten, 2002 Ruyter, Bart de, Handboek Hardlopen, Rijswijk: Elmar, 1990 Bosch, F., Klomp, R., Hardlopen, Elsevier Gezondheidszorg, Maarssen, 2001

Internet: www.steppendoejezo.nl Site van Dhr. R. Elzinga www.iksaworld.com Wereldbond www.autoped.nl Nederlandse bond (NAF) www.gooiker.nl www.step.startpagina.nl http://documentatiecentrum.kortermaarkrachtig.be/lopenmeteenonderbeenprothese.pdf http://www.racewalking.com http://youtube.com/watch?v=HaEIz0nBHtk

59

8 Bijlage Draaiboek Steppen op de VU Onderzoek op de VU Wat willen we gaan onderzoeken? Op de VU moeten we een antwoord krijgen op de volgende vragen: - Wat is de versnelling/vertraging bij snelheid X met techniek A - Wat is de versnelling/vertraging bij snelheid X met techniek B - Hoe hoog is de gem.hartslag bij snelheid X met techniek A - Hoe hoog is de gem.hartslag bij snelheid X met techniek B - Wat is de versnelling/vertraging bij snelheid X bij de voetwissel van techniek A - Wat is de versnelling/vertraging bij snelheid X bij de voetwissel van techniek B Wat willen we hiermee aantonen? Door dit onderzoek hopen we aan te kunnen tonen, met de middelen die we hebben, welke techniek het beste tot zijn recht komt bij welke snelheid. Ook willen we aan tonen bij welke techniek de hartslag het hoogst is.

60

Tijdsverdeling Aankomst 08.30 Start filmen 9.00 uur tot 12 uur. Er is telkens voor een periode van 5 min. Gekozen waarin 1,5 min. de techniek wordt gefilmd. Dit is gedaan zodat de beweger kan wennen aan het tempo en constant kan steppen. De beweger wordt niet gefilmd tijdens de versnelling van de loopband. Er wordt pas gefilmd wanneer de hartslag en stepfrequentie constant zijn. De streeftijd is 5 min. Maar dit kan uiteraard afwijken. Voor de voetwissel wijken de snelheden iets af. We kiezen er hiervoor om de snelheden met 10 km/h toe te nemen. Dit is voornamelijk gedaan i.v.m. de tijd. 09.00 uur 09.15 uur

-

warming-up Dhr. R. Elzinga start onderzoek

09.15 uur 09.20 uur 09.25 uur 09.30 uur 09.35 uur 09.40 uur 09.45 uur 09.50 uur

-

Techniek A, loopband 5 km/h (1,5 min.) Techniek A, loopband 10 km/h (1,5 min.) Techniek A, loopband 15 km/h (1,5 min.) Techniek A, loopband 20 km/h (1,5 min.) Techniek A, loopband 25 km/h (1,5 min.) Techniek A, loopband 30 km/h (1,5 min.) Techniek A, loopband 35 km/h (1,5 min.) Techniek A, loopband 40 km/h (1,5 min.)

09.55 uur

-

Rust, korte evaluatie


-

Techniek B, loopband 5 km/h (1,5 min.) Techniek B, loopband 10 km/h (1,5 min.) Techniek B, loopband 15 km/h (1,5 min.) Techniek B, loopband 20 km/h (1,5 min.) Techniek B, loopband 25 km/h (1,5 min.) Techniek B, loopband 30 km/h (1,5 min.) Techniek B, loopband 35 km/h (1,5 min.) Techniek B, loopband 40 km/h (1,5 min.)

10.50 uur

-

Rust, korte evaluatie


-

Voetwissel techniek A, 10 km/h Voetwissel techniek A, 20 km/h Voetwissel techniek A, 30 km/h Voetwissel techniek A, 40 km/h Voetwissel techniek B, 10 km/h Voetwissel techniek B, 20 km/h Voetwissel techniek B, 30 km/h Voetwissel techniek B, 40 km/h

61

Aankomst Bij aankomst op de VU moeten alle spullen klaargezet worden voor de analyse. De camera’s dienen klaargezet te worden zodat Dhr. Elzinga te zien is: - van de voorkant - van de zijkant - evt. van de achterkant Ook dienen de volgende zaken getest te worden: - hartslagmeter + horloges - stopwatches - loopband - step (door Dhr. Elzinga) De volgende zaken dienen opgemeten te worden: - de loopband - het plankje van de step De beweger dient in de volgende kleding te steppen: - strakke korte broek - shirt (liefst strak) met korte mouwen - Stikkers op de gewrichten van de beweger Aanwezig bij de loopband dienen er te zijn: - stopwatches - hartslagmeter + horloge - water / drinken voor de beweger - handdoek - EHBO - Meetlat / rolmaat - invulformulieren - meerdere pennen - papier

Start metingen Om 09.00 uur starten we met de metingen, omschreven in de tijdsplanning. Tijdens het steppen moeten de volgende punten uitgevoerd worden: - elke 15 sec. de hartslag noteren - Tijd bijhouden - Snelheid regelen van de loopband - Stepper evt. corrigeren

62

Techniek A 90s. 5

Versnelling

15s

30s 45s 60s 75s

90s

15s

30s 45s 60s 75s 90s

tijd max

vertraging

10 15 20 25 30 35 40

Bijzonderheden/opmerkingen:

Techniek B max. 90s 5

Versnelling

tijd

vertraging

10 15 20 25 30 35 40

Bijzonderheden/opmerkingen:

63

Berekeningen Tabel LANGE PENDEL V = 20 km/h = 5,5 m/s T = 0,297 s L impuls = 0,21 m A = (v eind – v begin) / (t eind – t begin) = (v eind – 5,5) / 0,297 Bij een constante snelheid van 5,5 m/s legt de stepper in 0,297 s, 1,6335 m. L = 1,6335 + 0,21 = 1,8435 V eind = l / t = 1,8435 / 0,297 = 6,207 m/s A = (6,207 – 5,5) / 0,297 = 0,707 / 0,297 = 2,380 m/s² LANGE PENDEL V = 25 km/h = 6,94 m/s T = 0,25 s L impuls = 0,179 m A = (v eind – v begin) / (t eind – t begin) = (v eind – 6,94) / 0,25 Bij een constante snelheid van 6,94 m/s legt de stepper in 0,25 s, 1,735 m. L = 1,735 + 0,179 = 1,914 V eind = l / t = 1,914 / 0,25 = 7,656 A = (7,656 - 6,94) / 0,25 = 0,716 / 0,25 = 2,864 m/s² LANGE PENDEL V = 28 km/h = 7,77 m/s T = 0,24 s L impuls = 0,178 m A = (v eind – v begin) / (t eind – t begin)

64

= (v eind – 7,77) / 0,24 Bij een constante snelheid van 7,77 m/s legt de stepper in 0,24 s, 1,8667 m. L = 1,8667 + 0,178 = 2,044 m V eind = l / t = 2,044 / 0,24 = 8,519 m/s A = (8,519 – 7,77) / 0,24 = 0,749 / 0,24 = 3,122 m/s² KORTE PENDEL V = 20 km/h = 5,5 m/s T = 0,345 s L impuls = 0,1625 m A = (v eind – v begin) / (t eind – t begin) = (v eind – 5,5) / 0,345 Bij een constante snelheid van 5,5 m/s legt de stepper in 0,345 s, 1,8975 m. L = 1,8975 + 0,1625 = 2,06 m V eind = l / t = 2,06 / 0,345 = 5,971 m/s A = (5,971 – 5,5) / 0,345 = 0,471 / 0,345 = 1,365 m/s² KORTE PENDEL V = 25 km/h = 6,94 m/s T = 0,263 s L impuls = 0,22 m A = (v eind – v begin) / (t eind – t begin) = (v eind – 6,94) / 0,263 Bij een constante snelheid van 6,94 m/s legt de stepper in 0,263 s, 1,825 m. L = 1,825 + 0,22 = 2,045 m V eind = l / t = 2,045 / 0,263

65

= 7,77 m/s A = (7,77 – 6,94) / 0,263 = 0,836 / 0,263 = 3,181 m/s² KORTE PENDEL V = 32 km/h = 8,89 m/s T = 0,229 s L impuls = 0,245 m A = (v eind – v begin) / (t eind – t begin) = (v eind – 8,89) / 0,229 Bij een constante snelheid van 8,89 m/s legt de stepper in 0,229 s, 2,035 m. L = 2,035 + 0,245 = 2,2805 m V eind = l / t = 2,2805 / 0,229 = 9,958 m/s A = (9,958 – 8,89) / 0,229 = 1,068 / 0,229 = 4,667 m/s²

66

Steppen. Eindscriptie

Recommend Documents