Fer jafnmikil orka í að hlaupa á hlaupabretti og utan dyra?

Það fer aðeins minni orka í að hlaupa á sama hraða á láréttu hlaupabretti heldur en utan dyra. Ástæðan fyrir því er fyrst og fremst loftmótstaðan.

Þegar hlaupið er á bretti hreyfist það undir hlauparanum og hann hleypur í raun á staðnum. En hreyfing hlauparans ‘miðað við brettið’ er alveg eins og hreyfingin á sambærilegu undirlagi í útihlaupi, miðað við jörðina. Hlaupið á brettinu er því í heild alveg eins og útihlaup þar sem hlauparinn er kyrr miðað við loftið í kring, en það getur gerst ef hann hleypur í meðvindi sem hefur sama hraða og hann. Hlaupari finnur við þær aðstæður ekkert fyrir lofti eða vindi frekar en félagi hans á brettinu.

Þar sem hlaupari á bretti fer ekki áfram ferðast hann ekki í gegnum loftið og loftmótstaðan er engin. Utan dyra er hins vegar hlaupið í gegnum loftið sem skapar yfirleitt loftmótstöðu nema til komi fyrrnefndar séraðstæður í meðvindi, sem geta þó sjaldan átt við í heilu hlaupi. Loftmótstaðan er því meiri sem hlaupið er hraðar miðað við loftið og er yfirleitt í hlutfalli við annað veldi hraðans en það þýðir að hún ferfaldast þegar hraðinn tvöfaldast. Jafnvel þegar hlaupið er í logni getur loftmótstaða verið umtalsverð því að góður hlaupari getur farið til dæmis 5 metra á sekúndu og það munar um slíkan vindhraða á móti sér. Hann krefst orkueyðslu umfram þá sem verður á hlaupabretti.

Þó svo að helmingur leiðarinnar sé hlaupinn á móti vindi og hinn helmingurinn með vindi, þá tapast alltaf meiri orka við að hlaupa á móti ákveðnum vindstyrk heldur en sú sem sparast af sama vindstyrk í bakið. Á sama hátt er orkukostnaður af því að hlaupa upp brekku alltaf meiri en orkusparnaðurinn við að hlaupa niður sömu brekku. Þetta sést best þegar vindurinn er mjög sterkur eða brekkan mjög brött, orkukostnaðinum á móti vindi eða brekku eru þá engin takmörk sett en á hinn bóginn getum við ekki sparað meira á leiðinni til baka en sem nemur orkunni í hlaupi á láréttri braut án loftmótstöðu. — En gleggsta dæmið um svona reikninga er af tímalengd í flugi því að tíminn sem tapast við að fljúga á móti vindi er alltaf lengri en sá sem vinnst við að fljúga til baka undan sama vindi. Hið sama á við um árabát eða vélbát sem hefur tiltekinn hraða miðað við vatnið og fer upp eftir á og til baka. Heildartími ferðarinnar verður þá alltaf meiri í straumvatninu en hann hefði orðið á sömu vegalengd í stöðuvatni.

En til þess að vega upp á móti “orkusparnaðinum” sem felst í að hlaupa á hlaupabretti miðað við hlaup utandyra ættu hlauparar sem vilja sama álag og utandyra að setja 1-2% halla á hlaupabrettið. Með þeim hætti verður orkukostnaðurinn á brettinu svipaður og í hlaupi með sama hraða við venjulegar aðstæður utan dyra.

Hér er einnig vert að nefna annan mun sem er á því að hlaupa á bretti annars vegar og hins vegar á götum eða malbikuðum stígum í þéttbýli, en það eru áhrif undirlagsins. Margir hlauparar kannast við óþægindi og vandamál í fótum og stoðkerfi, til dæmis í hnjám, ökklum og mjaðmarliðum. Talsvert af þessu stafar af höggunum sem líkaminn verður fyrir frá hörðu undirlagi. Oft dregur verulega úr þess konar vanda þegar menn hlaupa á mjúku undirlagi eins og bretti.

Þeir sem stunda útihlaup af nokkurri alvöru hér á landi þurfa oftar en ekki að hlaupa í köldu lofti sem felur í sér aukna hættu á meiðslum í kálfum og lærvöðvum, einkum þegar menn eldast. Þegar hlaupið er á bretti innan húss dregur hins vegar úr þessari áhættu. Grein þessi birtist fyrst á Vísindavef HÍ