Home » Materiaal 12+ » Hoe kun je biologie gebruiken om Olympisch goud te winnen?

Hoe kun je biologie gebruiken om Olympisch goud te winnen?

Wat hebben de anaerobe drempel, hartslagfrequentie en vitale capaciteit te maken met goud winnen – en een wereldrecord vestigen! – op de Olympische 10.000 meter?

Bekijk de video en maak de vragen van wereldkampioen ‘toetsen’ en biologiedocent René Westra!

Vragen

1. Nils van der Poel schaatst hier op de Olympische Spelen in Beijing in 2022 naar een wereldrecord op de 10 km. In de training probeerde Nils zo lang mogelijk onder zijn anaerobe drempel te blijven. Een sportarts bepaalde die anaerobe drempel in een inspanningstest op de loopband. Zij mat Nils’ hartslagfrequentie terwijl de loopsnelheid toenam.

De anaerobe drempel is dan de hartslagfrequentie waarbij een verhoging van de loopsnelheid geen evenredige verhoging van de hartslag meer veroorzaakt. Nils checkte daarna met een hartslagmeter bij welke hartslagfrequentie hij maximaal kon schaatsen, zonder dat hij na een ronde van 400 meter al meteen snelheid verloor. Leg uit dat zijn anaerobe drempel bij schaatsen bij een andere waarde kan liggen dan bij hardlopen op een loopband. 

2. Nils schaatste deze wedstrijd over 10 km in 12 minuten 30,74 seconden. Zijn VO2max is 60 mL O2/kg/min. Dat betekent dat hij per kg lichaamsmassa per minuut maximaal 60 mL zuurstof kan opnemen. Nils weegt 70 kg. Voor een 10 km in zijn tempo is 54 L O2 nodig. 

Hoeveel liter O2 komt Nils tekort in zijn race, zodat hij daarmee zijn anaerobe drempel overschrijdt? 

3. Het energiegebruik in kJ is gelijk aan 20 x het O2-verbruik in L, vermenigvuldigd met 38% efficiënte bewegingsenergie (de rest gaat verloren als warmte). Bereken het vermogen in Watts (J/s) van Nils, als hij onder zijn anaerobe drempel blijft. 

4. Leg uit dat het verstandig is voor Nils om pas in de eindsprint op de 10 km boven zijn anaerobe drempel te komen. 

5. Leg uit dat het probleem met de anaerobe drempel zich niet voordoet bij een sprint over 500 m. 

6. Wordt er bij de 10 km van Nils gebruik gemaakt van de langzame of snelle vezels in zijn benen? 

7. Nils heeft een grote vitale capaciteit. Wat betekent dat? 

8. Ervan uitgaande dat de inspanning van Nils van der Poel, Patrick Roest en Jorrit Bergsma op de 10 km evenveel energie (Joules) kost, zit het verschil in hun vermogen (Watts). Leg dit uit. 

9. Videobeelden hebben iets bijzonders aangetoond. Een belangrijk verschil tussen de rijders blijkt te zitten in hun bochtentechniek. De meeste rijders blijven bij de bochten ongeveer 50 cm verwijderd van de rode blokjes die daar aan hun linkerkant op het ijs liggen. Nils schaatst daar strakker: hij blijft slechts 10 cm van de blokjes. In onderstaande afbeelding zie je de schaatsbaan.

De bochten in deze 400 meterbaan vormen samen een cirkel. Op de 10 km rijdt Nils dus 25 x korter door de bochten dan Patrick en Jorrit. Bereken hoeveel meter hij in totaal bespaart door op 10 cm van de blokjes te rijden, waar de anderen op 50 cm van de blokjes blijven. Bij die afstand van de blokjes rijdt een schaatser precies 10 km. 

10. Leg uit dat het nogal wat vraagt om scherp langs de blokjes te rijden, zodat de meeste schaatsers kiezen voor 50 cm. 

11. Stel dat Nils net als de anderen 50 cm van de blokjes had gereden, met dezelfde snelheid. Bereken of hij dan toch gewonnen had. Als het bij vraag 9 niet gelukt is om een antwoord te bedenken, dan ga je ervan uit dat Nils in totaal 50 meter heeft bespaard.

Antwoorden bekijken

Om de antwoorden te kunnen zien, moet je zijn ingelogd. Heb je nog geen account? Meld je dan nu aan! Het is GRATIS.

Andere Video-opdracht Biologie

Wat is synesthesie?

Synesthesie is het vermogen om twee of meer zintuigervaringen te verbinden. Zo kunnen mensen kleuren zien bij muziek, of smaken proeven bij het zien van beelden. Biologiedocent René Westra vertelt je er alles over.

Bekijk

Wat kunnen vleugelslakjes ons vertellen over klimaatverandering?

Zee-engelen en zeevlinders. Deze sprookjesachtig klinkende planktonslakken zijn voor evolutiebioloog Katja Peijnenburg een belangrijke wetenschappelijke bron. Deze vleugelslakken, waar de zee-engelen en zeevlinders samen onder vallen, kunnen ons namelijk van alles vertellen over klimaatverandering. En dat doen ze met hun slakkenhuisjes. Bekijk de video Vleugelslakjes of Klimaatverandering en maak de vragen van toetsen-expert en biologiedocent …

Wat kunnen vleugelslakjes ons vertellen over klimaatverandering? Read More »

Bekijk

Wat kunnen we leren van de theremin over ons gehoor?

In deze video bespeelt Grégoire Blanc een bijzonder instrument: de theremin. Dit is een elektronisch muziekinstrument dat bespeeld wordt door de afstand tussen de handen en twee antennes te variëren. De speler raakt het instrument niet aan. De theremin werd uitgevonden door Léon Theremin in 1919 en is daarmee de allereerste analoge synthesizer die ook in …

Wat kunnen we leren van de theremin over ons gehoor? Read More »

Bekijk

Marathon-organisator krijgt ongelijk als allereerste vrouw ultraloop finisht

Gary Cantrell, de organisator van de Barkley Marathons, merkte in 2015 op dat vrouwen ‘simpelweg niet sterk genoeg’ zijn om deze wedstrijd van 160 kilometer binnen 60 uur te voltooien. De 40 jaar oude Britse dierenarts Jasmin Paris (en moeder van twee kinderen) bewees in 2024 het tegendeel. Ze finishte na de vijf slopende ronden …

Marathon-organisator krijgt ongelijk als allereerste vrouw ultraloop finisht Read More »

Bekijk

Onbeperkt toegang
met je OvM account

Met het OvM account krijg je als onderwijsprofessional toegang tot meer artikelen en regel je welke informatie je wilt ontvangen. Bijvoorbeeld de nieuwsbrief of Juf & Meester.