Hoeveel (nuttig) vermogen moet je leveren voor een bepaalde snelheid.

Als je schaatst moet je jezelf door de lucht heen duwen. Hoeveel vermogen in Watt je nuttig op het ijs moet leggen staat in deze grafiek.

Wat is precies de hogere en lagere luchtweerstand? Het lijkt alsof je bij de oranje lijn ongeveer 10% sneller gaat dan bij de rode lijn bij hetzelfde vermogen, maar zelfs op de 1500 meter (waar het verschil tussen hoogland en laagland het grootst is) is de snelheid van het wereldrecord maar 2.8% sneller dan het wereldrecord laaglandbanen.

Houd deze grafiek ook rekening met de middelpuntvliedende kracht in de bocht? Of gaat dit alleen over het verplaatsen van de lucht? Zit de ijsweerstand hier ook bij in?

De hogere luchtwrijvingscoëfficiënt is de luchtweerstand van een schaatser die iets meer luchtweerstand heeft door, of een iets hogere zit, of een iets slechtere vormfactor met meer drag (onderdruk) achter de schaatser, of meer frontaal oppervlak heeft (breder). De luchtdichtheid is constant in de drie berekeningen. Een "normale" luchtwrijvingscoëfficiënt gaat uit van iets lagere waarden van bovengenoemde factoren en de lage luchtwrijvingscoëfficiënt gaat uit van nog lagere waarden door bijvoorbeeld twee handen op de rug en bovenlichaam horizontaal met kleine bolling en na afzet onderbeen omhoog enz.
Je ziet in de grafiek de snelheden staan tussen de verticale lijnen, b.v. als je bij 60 km/h recht omhoog gaat tussen de twee lijnen in kom je uit bij de volgende vermogens, 756 Watt, 864 Watt en 972 Watt voor de minder aerodynamische schaatser.
Omdat de benodigde vermogen met de derde macht van de snelheid toeneemt heb je, ook bij een iets lagere luchtdichtheid, enorm veel meer vermogen nodig om sneller te gaan.
De iets lagere luchtdruk zorgt ervoor dat de luchtweerstand iets kleiner wordt en ga je met hetzelfde vermogen iets sneller.
Als je op je racefiets 300 Watt trapt bij 1030 mbar en 20 graden ga je bijvoorbeeld 38 km/h.
Als je 300 Watt trapt (in dezelfde houding) bij 960 mbar en 20 graden ga je bijvoorbeeld 40 km/h.
Als je het leuk vind om de luchtdichtheid uit te rekenen, er staan genoeg voorbeelden online zoals deze: https://www.natuurkunde.nl/opdrachten/1877/exceloefening-luchtdichtheid
Deze luchtdichtheid (p) heb je nodig om de luchtwrijvingscoëfficiënt uit te rekenen, deze formule is: Fw(lucht) = 0,5 . cw . p . A . v²

Deze grafiek geldt alleen voor de luchtweerstand die een schaatser (of fietser) ondervind. Het benodigd vermogen om de schaatser de bocht om te duwen zit hier niet in.
Het vermogensverlies door de glijweerstand is bij hoge snelheden en goed ijs slechts een fractie van het vermogen nodig om de luchtweerstand te overbruggen en is in de orde van grootte van enkele tientallen Watts.
Ga maar eens diep zitten met 15 km/h op een gladde koude ijsvloer, je komt bijna nooit weer tot stilstand.

Mooi om te zien dat Kjeld Nuis twee armen op z'n rug doet. Hij wordt daar een stuk aerodynamischer door en ondervind hierdoor minder luchtweerstand, maar doordat hij z'n armen strak op z'n rug heeft is het lastiger om, alleen met z'n benen en bovenlichaam, maximaal vermogen te genereren.
Door een juiste armzwaai kun je veel extra vermogen opwekken en kun je gemakkelijker je balans bewaren dan met twee armen op je rug. maar met armen dwars in de lucht heb je weer meer luchtweerstand. Als het je lukt om met twee armen op de rug toch veel vermogen te kunnen leveren dan is dat de moeite waard om te oefenen op de 1000m en langer. Want uiteindelijk is luchtweerstand wel een hele belangrijke factor voor het behalen van je maximale snelheid.

https://natuurkundeuitgelegd.nl/uitwerkingen.php?opgave=bochtmpz
https://www.natuurkunde.nl/artikelen/1614/renners-in-de-bocht

hier een tabel uit “Handboek wedstrijd schaatsen” van Henk Gemser. Hierin zie de verhouding tussen de lucht- en ijswrijvings verliezen.

Modbreak SprintMaster: afbeelding 4x verkleind, ging over 1.5 pagina.