Einsteins relativitetsteori och löpband

Och så var det vinter igen och som vanligt börjar löpbandet och dess fysik diskuteras, och den mest frekvent förekommande frågan är om det är lättare att springa på löpband än att springa utomhus på slätmark. Och vet ni? Nästan alla har fel. Nästan alla verkar tro att det är lättare att springa på löpband eftersom bandet rör på sig. Till och med på Runner´s World kan man läsa:

”Tempot på löpbandet motsvarar inte samma fart vid utomhuslöpning. Eftersom du slipper luftmotståndet och får en viss hjälp av bandets rullning bör du springa med 1,5 procents uppförslutning för att få samma motstånd som vid utomhuslöpning”.

Att denna text har sluppit igenom och publiceras på Runner´s Worlds hemsida är för mig helt obegripligt, och det är just stycket ”.... och får en viss hjälp av bandets rullning....” som felar. Det är precis som att Einsteins relativitetsteori inte gäller på ett löpband.

Folk verkar vägra förstå att den framåtdrivande kraften vid tex 5 min/km (12 km/h) blir samma oavsett om du springer på löpband eller utomhus på slätmark. Alltså, den framåtbringade kraften du överför till underlaget måste generera en fart på 12 km/h, och det oavsett om du rör på dig i förhållande till marken eller om marken rör på sig i förhållande till dig. Jag vet inte hur jag ska förklara det här, men låt oss ta hjälp av Einstein och hans relativitetsteori för det är precis samma sak. Einstein använde sig dock av ett tåg för att förklara.

Låt oss säga att Einsteins tåg åker framåt i 12 km/h och om du befinner dig i tåget och springer i motsatt riktning i 12 km/h så kommer du stå still i förhållande till marken, men i tåget kommer det kännas som att du springer i 12 km/h.

För en observatör i tåget springer du alltså i 12 km/h men för en observatör som står på marken utanför tåget så står du still i förhållande till marken (och observatören). Detta ger oss alltså att ”hastigheten är relativ i förhållande till observatörens hastighet, men fysiken lagar gäller lika för båda”, och om ni inte visst det så är det just det som är Einsteins relativitetsteori.

Att gå omkring och hävda att det är lättare att springa på ett löpband än utomhus på slätmark är alltså att hävda att Einsteins relativitetsteori inte gäller på löpband, men det kan jag lova er att den gör.

Dock finns det en liten, liten brist i jämförelsen med Einsteins relativitetsteori. Vet ni vilken det är?

10 kommentarer till inlägget

Claes Lund
1954 • Jakobsberg
#1
6 december 2016 - 19:33
Varför finns det en motor på löpbandet när en träningscykel inte behöver
någon?
Lennart
1971 • Vallentuna
#2
6 december 2016 - 22:32
Claes - Bra fråga och jag vet faktiskt inte hur jag ska svar på den frågan kort och på ett begripligt sätt då en träningscykel fungerar lite olika då en träningscykel arbetar med motstånd på ett annat sätt.

Jag vet inte hur jag ska förklara då det är så svårt, men se det som att det är två stycket isolerade fysiska system där motorn på ett löpband egentligen bara sätter det ena fysiska systemet i rörelse i förhållande till det andra. Det kanske är lättare att förstå med Einstein tåg som också har en motor för att sätta tåget i rörelse i förhållande till marken och om du springer i tåget (eller cyklar i tåget vilket kanske kan vara svårt men principen är densamma) så är det din rörelse i förhållande till golvet i tåget som är viktig. Inte din rörelse i förhållande till marken/rälsen som tåget kör på. Det är alltså två olika fysiska system (varav det ena rör på sig och det andra inte) som man inte får blanda ihop. Springer du, eller cyklar, i det ena fysiska systemet (här tåget eller på löpbandet) så kan det sammanfalla med att du upplever att du står still i det andra fysiska systemet (här marken utanför tåget eller löpbandet).

Principen jag skrev om vid löpning på löpband gäller faktiskt även vid cykling på löpband för om du tar en vanlig cykel och sätter på ett stor löpband som går i 20 km/h och simulerar fartvind för 20 km/h (typ med en stor fläkt då fartvind är en viktig motriktad kraft som måste övervinnas då hjulens friktion mot underlaget är relativt litet jämfört med löpning) så måste du cykla i 20 km/h i förhållande till löpbandet för att undvika att flyga av löpbandet.
1985 • Göteborg
#3
7 december 2016 - 09:56
Jätteroligt inlägg!

Det som möjligtvis gör det enklare att springa på band jämfört med fast mark är kanske att det är lättare att hålla ett jämt tempo och så upplever man det som att det är enklare. För min personliga del uppväger detta inte tristessen jag upplever av att springa på ett band vilket gör det jobbigare än att springa ute. Det är alltså snarare en subjektiv upplevelse om det är lättare eller inte. Fysiken är däremot som den är.
Lennart
1971 • Vallentuna
#4
7 december 2016 - 10:42
Stina - Tack! Ja, jag tycker det är en rätt häftig fysik och tankeexperiment som man faktiskt kan utveckla ganska långt.

Jag tänkte på det där med att "det är lättare att hålla tempot" på löpband så kanske detta också kan upplevas som jobbigare då löpbandet samtidigt tvingar dig "att springa fortare" för annars så ramlar man av löpbandet :-).

Och visst är det subjektivt men det är också viktigt var du ställer löpbandet för om man är som mig så behöver jag strömmande luft omkring mig som för bort värme och svett när jag springer och på löpband saknas det då ett löpband i allmänhet står inomhus. Jag börjar nästan "koka" inombords på löpband. Jag upplever det lite som att springa en varm, vindstilla och kvav sommardag. Men det kanske vi kan lösa genom att ställa löpbandet utomhus och låta vinden fläkta...... Som du säger, det är lite subjektivt men löpbandets fysik är som den är :-).

ha det fint :-)!
Henric Karlsson
1973 • Linköping
#5
7 december 2016 - 11:48
Det finns ju två lägen där det är en fördel att springa på löpband. När man ökar eller minskar farten.
Enklast att tänka här är ju att hoppa rakt upp i förhållande till bandet (dvs lite snett bakåt jämfört med rummet) medans bandet accelererar. Då kommer man landa lite längre fram på bandet, eftersom det accelererar. Så här tjänar man ju lite. Dvs du slipper att tillföra energi för att öka farten.
Och likadant åt andra hållet, du behöver ju inte tillföra någon energi för att minska farten, det gör ju bandet åt dig. Bara att sluta röra benen så fort.

Sen en annan reflektion att man upplever det som lättare att springa på löpband, kan ju ha att göra med om bandet är rätt kallibrerat. T.ex. bandet som jag använder oftast har en klocka som drar sig, nu har jag inte försökt att mäta hur långt bandet rör sig, men om den visade längden skulle stämma, så blir farten lite lägre jämfört med den verkliga tiden.
Thobias Ligneman
1967 • Västra Ingelstad
#6
7 december 2016 - 18:17
...för att på ett löpband behöver du inte ödsla energi på att parera motvind och skånskt pissregn på tvären
Lennart
1971 • Vallentuna
#7
7 december 2016 - 19:29
Henric - Ha, ha! Ja, det där med att hoppa inder accelationen har jag inte tänkt på :-). Kul iakttagelse.

Thobias - Nä, så är det nog. I alla fall så länge inte löbandet står ute i skånskt pissregn :-).
Per S
1970 • Norrköping
#8
9 december 2016 - 18:19
Ska man vara riktigt petig med en jämförelse så är nog löpbandslöpning som att springa i lätt medvind ute, eftersom man inte har någon fartvind att övervinna, bortsett från eventuella fläktar. 5 min/km motsvarar 3,3 m/s medvind. Vilket inte är mycket knappast gör det mycket enklare att springa, men kanske märkbart
Lennart
1971 • Vallentuna
#9
9 december 2016 - 18:37
Per - Ja, det är just vinden som haltar jämförelsen så den måste kompenseras. Det var det som var svaret i min avslutande fråga i inlägget. Bra tänkt!
1973 • Åkersberga
#10
18 januari 2017 - 11:57
Gillar själv löpband som komplement till utelöpning när det är för halt/snöigt/regnigt eller kallt ute och tycker det ger bra träningseffekt.

Måste ändå erkänna att det i värsta fall kan bli lite som att springa i lätt nerförslutning ute dvs man kan lära sig att "slänga" fram benen och låta tyngdkraften ute eller motorn i bandet föra benen bakåt.
Om man kunde ersätta motorn med någon form av svänghjul skulle man kanske komma ännu närmare verkligheten? eller t.o.m. ännu tuffare eftersom det alltid finns en friktion.
Vill du kommentera det här blogginlägget?
Registrera dig eller logga in här ovanför.