NLT 5H - Sportprestaties & metingen

NLT 5H - Sportprestaties & metingen

Inleiding

In deze module leer je hoe je kunt meten aan sportprestaties. Daarvoor bouw je een meetsysteem, leer je hoe je gegevens verzamelt en verwerkt, zodat je conclusies kunt trekken uit je onderzoek.

Naast de theoretische onderbouwing t.a.v. sportprestaties komen in deze module drie onderzoeken aan bod. Een onderzoek naar reactiesnelheid en een onderzoek naar spronghoogte en een eigen gekozen onderzoek.

 

 

1. Onderzoek naar reactiesnelheid

Bij veel sporten is het belangrijk om snel te reageren (boksen, (tafel)tennis, Formule 1 of sprinten). De snelheid waarmee je op een tegenstander reageert is bij balspelen bepalend voor of je als aanvaller een tegenstander voorbij komt, of dat je als verdediger een tegenstander juist afstopt.

De reactiesnelheid is erfelijk bepaald maar ook deels te trainen. Bij veel sporten zoals schermen, tennis en atletiek zijn er specifieke oefeningen om je reactiesnelheid te vergoten (nieuwsgierig? typ in youtube: ‘reaction time training’).

 

In dit hoofdstuk gaan jullie onderzoek doen naar jullie eigen reactiesnelheid.

  • Meet je eigenreactiesnelheid
  • Meten aan sportprestaties
  • Sportprestaties en beroep
  • Theorie over reactiesnelheid
  • Onderzoek doen: eigen onderzoeksvraag
  • Data verwerken
  • Conclusie en reflectie

 

Hoe snel reageer je?

In veel sporten is snel reageren belangrijk, en snel reageren kun je meten en trainen!

Veel sporters zijn dol op spelletjes, en vooral spelletjes waarbij je snel moet reageren.

 

Opgave 1  -  Hoe snel reageer jij?

Bekijk het filmpje: F! Reaction Game!

  • Bepaal de gemiddelde reactietijd van de coureurs, geef een berekening.

 

Ben jij sneller? Test je eigen reactietijd met een smartphone of met een laptop op het Science Plein.

Test je eigen reactiesnelheid

  • Noteer de waarde van de reactietijd en stuur deze via een chat in Teams naar je docent.     

 

De website houdt de scores bij van alle gebruikers.

Van 18 miljoen gebruikers is het gemiddelde berekend: 284ms.

Bron: Human Benchmark - Reaction Time Statistics

1.1 - Meten aan sportprestaties

Als iemand gaat bewegen is het moeilijk om te zien hoe hij zijn armen of benen precies beweegt. Kijk maar eens naar de arm van iemand die serveert bij tennissen. Die beweging gaat zo snel dat het met het blote oog niet meer waar te nemen is. We kunnen het oog natuurlijk helpen door bijvoorbeeld een video te maken en die langzaam af te spelen. In deze module gaan we gebruik maken van sensoren om beweging te meten.

Apparaten in je omgeving gebruiken sensoren om te reageren op signalen. Zo heeft een waterkoker een temperatuursensor en een buitenlamp een lichtsensor. Voor ons onderzoek naar bewegen kunnen we ook sensoren gebruiken. Dat werkt nauwkeuriger, sneller en eerlijker.

 

Opgave 2  -  Het doel van meten

Bekijk het filmpje waarin je ziet hoe ze bij Ajax meten aan de reactiesnelheid van de keepers:  Reactiesnelheid keepers Ajax

  • Leg uit waarom het belangrijk is om metingen te doen aan sportprestaties. Wat heeft de sporter hieraan?

 

  • Wat voor soort sensoren gebruikten de onderzoekers in het filmpje? Wat konden ze hiermee meten?

 

Sportprestaties en beroep

Sportprestaties en beroep

Bij vrijwel elke sport zijn er coaches, bewegingstechnologen, fysiotherapeuten, trainers, organisatoren etc. Bij zo'n beroep ben je bezig met het verbeteren van sportprestaties. Zij moeten naast kennis over sport ook kennis op een ander gebied hebben. Van organiseren en managen bijvoorbeeld, van hoe het menselijk lichaam werkt of over revalidatie na een blessure of operatie.

Er worden voor sporters ook steeds innovaties bedacht, zoals de klapschaats. Er zijn dus heel veel mensen actief in het ondersteunen van mensen in de bewegingsprestatie die ze kunnen leveren.

                                                                                            

Opgave 3  -  Studie en beroep

Zoek een opleiding  die te maken heeft met het meten aan sportprestaties.

  • Leg kort uit wat je tijdens de opleiding leert en welk beroep je hiermee later kunt uitoefenen.

 

  • Leg uit waarom een dergelijke opleiding je wel of niet interessant lijkt.

 

1.2 - Theorie bij reactiesnelheid

Het startschot is een prikkel waar de sporter op reageert en in beweging komt. Het zenuwstelsel vangt prikkels uit de omgeving op, zet die om in een impuls die naar de hersenen gestuurd wordt, waarop een reactie plaatsvindt in spieren. Voor sporters is een hoge reactiesnelheid van belang, hoe sneller je reageert, hoe groter de kans dat je wint

Van prikkel naar reactie

  • Wanneer een zintuigcel geprikkeld wordt, je ziet of hoort iets, zet de zintuigcel dit om in een impuls. Een impuls is een klein elektrisch stroompje.
  • Dit stroompje wordt doorgegeven aan de zenuwcellen.
  • Deze cellen geven de impuls door aan een zenuw.
  • Deze zenuw geeft deze impuls door aan zenuwen in het ruggenmerg, en vanuit daar aan de hersenen.
  • De hersenen reageren daarop met een tweede impuls, die naar naar een of meer spieren gaat.
  • Die impuls wordt vervolgens via een bewegingszenuw doorgegeven aan je spieren of klieren.
  • Je lichaam reageert daarop: een spier trekt samen of je klieren produceren bijvoorbeeld speeksel.

Bij het reageren op prikkels uit de omgeving is er een onderscheid tussen reflexen en bewuste handelingen.

Bij een reflex reageert je lichaam op een prikkel zonder dat je daar over na hoeft te denken. Een voorbeeld is de kniepeesreflex: je been beweegt als er met een hamertje onder je knieschijf getikt wordt. Ook prikkels van binnenuit zorgen voor reflexen. Je lichaamstemperatuur en bloeddruk bijvoorbeeld worden geregistreerd en doormiddel van een inwendige reflex gereguleerd. Reflexen  helpen je lichaam te reageren op veranderingen zonder de hersencapaciteit te overbelasten.   

 

Bewuste handelingen zijn handelingen waar je hersenen eerst over nadenken voordat je ze uitvoert. Die reacties zijn bij sporten  belangrijk. Je moet bewust besluiten om tegen een bal te trappen of een tennisracket te bewegen.

Wanneer je een nieuwe handeling uitvoert in respons op een prikkel wordt er een nieuwe zenuwverbinding aangelegd in je hersenen. Wanneer je vaker een bepaalde reactie uitvoert, wordt deze zenuwverbinding verstevigd. Dan gaat de prikkelverwerking sneller, en dan heb je een hogere reactiesnelheid.

Je kunt je reactiesnelheid dus verhogen door trainen. De signaaloverdracht gaat steeds sneller. Je hoeft dan minder “na te denken”. Sporters leren daardoor te reageren op bewegingen die een tegenstander maakt.

Een voorbeeld: bij een penalty kijkt de keeper hoe de strafschopnemer zijn hoofd, romp en standbeen beweegt. Hij duikt vervolgens naar de goede hoek. Zijn ervaring heeft hem geleerd dat bepaalde kenmerkende, minimale bewegingen voorafgaan aan het schieten van de bal.

Een toptennisser ziet al veel eerder hoe de tegenstander de bal gaat slaat. Hij leest veel informatie uit romp- en schouderbewegingen. Hij ziet kan daar al op reageren nog voordat zijn tegenstander de bal geraakt heeft.

Door veel ervaring neemt de reactiesnelheid dus toe. Zo snel dat het soms bijna lijkt alsof een topsporter vanuit een reflex handelt in plaats vanuit een bewuste handeling.

Bekijk het volgende filmpje voor meer uitleg: Het zenuwstelsel - deel 1

Vragen over het zenuwstelsel

1.3 - Onderzoek doen

Onderzoeksvraag

Je gaat een eigen onderzoek opzetten over reactiesnelheid. Dan moet je eerst bedenken wat je wilt gaan onderzoeken: je gaat een onderzoeksvraag opstellen. Je kunt kiezen uit twee soorten vragen:

  • Is de reactiesnelheid van  . . . . . .  groter of kleiner dan van  . . . . . .  ?
  • Welke invloed heeft  . . . . . .  op de reactiesnelheid?

Als je onderzoekt of er bij de reactiesnelheid verschil is tussen jongens en meisjes dan kies je de eerst soort.

Als je gaat onderzoeken of gamen invloed heeft op de reactiesnelheid kun je kiezen:

  • 'Is de reactiesnelheid van gamers groter of kleiner dan van niet-gamers?' (verschil tussen twee groepen)
  • 'Welke invloed heeft het aantal uur gamen per week op de reactiesnelheid?'. (verband tussen twee grootheden)

 

Je kunt voor je onderzoek kiezen uit veel factoren die invloed hebben, zoals concentratie, afleiding, geslacht, tijdstip van de dag en lichaamstemperatuur (In de late middag of vroege avond is de lichaamstemperatuur hoger, en daardoor ook geleidingssnelheid van zenuwen).

Het is bij onderzoek dus belangrijk om maar één factor te onderzoeken, en ervoor te zorgen dat de omstandigheden (de overige factoren) steeds hetzelfde zijn.

Uit onderzoek blijkt bijvoorbeeld:

  • Gamers hebben een kortere reactietijd.
  • De reactiesnelheid van gamers neem af vanaf het 24e levensjaar.
  • Leeftijd heeft, boven een bepaalde waarde, een negatieve invloed heeft op de reactiesnelheid.
  • Mannelijke sprinters reageren sneller (163 ms) dan vrouwelijke sprinters (188 ms).

Bekijk het filmpje over het opstellen van een onderzoeksvraag:

WON onderzoeksvraag opstellen

 

Hypothese opstellen

Bij een onderzoek hoort een hypothese, een voorspelling van de uitkomst. Zo'n hypothese is nooit een gok, maar een beredeneerde voorspelling. Je legt uit waarop je voorspelling gebaseerd is. Dat kan theorie zijn, maar ook gegevens uit eerdere onderzoeken. Daarnaast geef je ook aan welke factoren tijdens het onderzoek zoveel mogelijk constant moeten zijn.

  • Doe onderzoek: wat is er al bekend over het onderwerp?
  • Wat verwacht je als uitkomst? Kun je een hypothese opstellen?
  • Welke factoren moet je tijdens het onderzoek constant houden?

Bekijk het filmpje over het opstellen van een hypothese:

Onderzoeksvraag en hypothese

 

Data verzamelen

Je gebruikt de gegevens van de klas over reactiesnelheid, maar dat is niet voldoende voor jouw onderzoek:

  • Welke gegevens heb je nog nodig van de leerlingen die de reactietest gedaan hebben?
  • Heb je nog meer data nodig? Hoe ga je die verzamelen?
  • Zorg dat je bij het verzamelen van data samenwerkt met de hele klas. Dan heeft iedereen voldoende data.

1.4 - Data verwerken

Aan de hand van de data, de gegevens die je verzameld hebt, wil een conclusie trekken. Klopt je hypothese? Is de hypothese onjuist? Heb je misschien te weinig gegevens om een conclusie te kunnen trekken? Zou het verschil dat je ziet het gevolg kunnen zijn van toeval?

Statistiek is een hulpmiddel om een conclusie te trekken. Op deze website vind je meer informatie over statistiek:

Statistiek voor onderzoek en PWS

 

De statistiek die je gebruikt voor je conclusie hangt af van het soort onderzoeksvraag. We kijken naar twee statistische hulpmiddelen: regressie en de t-test.

Regressie: Hoe groot is de invloed van  . . . . . .  op  . . . . . . ?

Bij een onderzoekvraag als 'Wat is het verband tussen de leeftijd en de reactiesnelheid?' onderzoek je het verband tussen twee grootheden (leeftijd en reactiesnelheid). De verwerking van de data bij zo'n onderzoeksvraag heet regressie, en kun je het best met Exel doen:

  • Geef de data weer in een diagram, met op de horizontale as de leeftijd (de oorzaak) en op de verticale as de reactiesnelheid (het gevolg).
  • Teken een trendlijn bij de metingen. Dat is een dalende of stijgende rechte lijn die zo goed mogelijk bij de metingen past.
  • De steilheid van de trendlijn geeft aan wat de relatie is tussen de twee grootheden. In dit voorbeeld is de steilheid hoeveel milliseconde de reactiesnelheid per jaar gemiddeld toeneemt (of afneemt).
  • De correlatiefactor R-kwadraat geeft aan hoe zeker of onzeker het gevonden verband is. Als de data precies op een rechte lijn liggen is die factor 1 (of -1 bij een dalende lijn). Dan is de betrouwbaarheid van het onderzoek 100%. Bij een R-kwadraat van 0,35 is de betrouwbaarheid dus 35%. Dat betekent dat 65% van het verband het gevolg is van toeval.

De uitkomst van regressie is dus de steilheid van de trendlijn (het verband tussen de twee grootheden) plus het betrouwbaarheidspercentage.

Uitleg over Regressie

 

T-test: Wat is het verschil tussen  . . . . . .  en  . . . . . . ?

Bij een onderzoekvraag als 'Wat is het verschil in reactiesnelheid tussen jongens en meisjes?' onderzoek je of er een significant verschil is tussen twee groepen. De verwerking van de data bij zo'n onderzoeksvraag heet t-test, en kun je het best met Exel doen:

  • Zorg dat er geen personen in beide groepen zitten.
  • Plaats de gegevens van de twee groepen in twee kolommen in Excel.
  • Bereken van beide kolommen het gemiddelde [In Excel: '=GEMIDDELDE(kolom)']

Het verschil tussen de twee gemiddeldes is het eerste deel van de conclusie, maar jet wilt ook weten of dat een significant verschil is. Daarvoor gebruik je een t-tast.

  • Bereken van beide kolommen de standaarddeviatie [In Excel: '=ST.DEV(kolom)']
  • Als de standaarddeviaties niet meer dan een factor 1,5 verschillen gebruik je de t-test voor gelijke variantie.
    • Voer in Excel de opdracht t-test voor gelijke variantie uit [In Excel: '=T.TEST(kolom1;kolom2;2;2)']
  • Als de standaarddeviaties meer verschillen gebruik je de t-test voor ongelijke variantie.
    • Voer in Excel de opdracht t-test voor ongelijke variantie uit [In Excel: '=T.TEST(kolom1;kolom2;2;3)']

De uitkomst van de t-test is een getal dat aangeeft hoe groot de kans is dat het gevonden verschil op toeval berust. Als het getal kleiner is dan 0,05 dan is die kans kleiner dan 5%. Dan kun je de conclusie trekken dat het verschil significant is.

Uitleg over de t-test

1.5 - Conclusie en reflectie

De conclusie is jullie antwoord op de onderzoeksvraag, inclusief de betrouwbaarheid.

Bij de reflectie kijk je terug op het onderzoek.

  • Wat had je, achteraf gezien, beter kunnen doen?
  • Welke onderdelen van het onderzoek zijn goed verlopen?
  • Hoe zou je de betrouwbaarheid van je onderzoek kunnen verbeteren?
  • Heb je suggesties voor een vervolgonderzoek?

1.6 - Verslag

Het verslag heeft in de natuurwetenschappen steeds (ongeveer) dezelfde indeling:

Inleiding (b.v. waarom ga je dit onderzoek doen?)

  • Onderzoeksvraag 
  • Hypothese (beredeneerde voorspelling van de conclusie)
  • Uitvoering (opzet van het onderzoek)
  • Metingen
  • Verwerking van de metingen (b.v. statistiek)
  • Conclusie (antwoord op de onderzoeksvraag)
  • Evaluatie (hoe kun je het onderzoek verbeteren?)

2A. Bouw en functie van spieren; effect van training en doping

2.1 - Sprinter of duursporter

Sprinter of marathonloper?
Sprinter versus marathonloper: Zie jij verschil?

 

Sporters zijn veel met hun spieren bezig. Niet alleen bodybuilders, ook alle topsporters zoals tennissers en voetballers zijn voortdurend bezig hun spieren te trainen. Topsporters hebben niet méér spieren dan normale mensen, maar beschikken over anders ontwikkelde spieren.

Alle mensen hebben evenveel spieren, namelijk ruim 600. Bijna de helft van je lichaamsgewicht bestaat uit spieren. Als je loopt gebruik je meer dan 200 spieren. Hoe werkt een spier? Welke verschillende spierweefsels er zijn?

Voor info kun je gebruik maken van biologieboeken en het internet. Verdeel de opdrachten en wissel de antwoorden uit.

 

Wat weet je al van de verschillen tussen een duursporter en een sprinter?

  • Welke fysiologische of anatomische aanpassingen kun je waarnemen in het lichaam van een duursporter of sprinter?

Doe de voorkennistest: TEST - verschillen tussen sprinters en duursporters

Hoeveel vragen had je goed? Maak een korte samenvatting.

2.2 - Samentrekken van spieren

Bekijk het filmpje: Samentrekking van spieren: Actine en Myosine - YouTube

Bij het samentrekken van spieren staan de volgende vragen centraal:

  • Wat is het verband tussen het zenuwstelsel en spieren?
  • Hoe loopt het proces van de hersenen tot de uiteindelijke samentrekking van een spier?
  • Wat is een spierpees?
  • Hoe trekt een spier samen?

 

Vragen over het samentrekken van spieren

2.3 - Spierweefsels

Er zijn drie soorten spierweefsel in het menselijk lichaam: skeletspierweefsel, glad spierweefsel en hartspierweefsel.

  • Benoem van iedere spiersoort de kenmerken.

9.5.1 Spieren - Toelatingsexamen Arts-Tandarts

1. Skeletspierweefsel (of dwarsgestreept spierweefsel):

  • Dit type spierweefsel is verbonden met het skelet en maakt bewuste bewegingen mogelijk, zoals het bewegen van armen en benen.
  • Skeletspiervezels zijn lang, cilindrisch en hebben een dwarsgestreept uiterlijk door de georganiseerde rangschikking van eiwitfilamenten.
  • Deze vezels zijn gevormd door de fusie van meerdere cellen, en bevatten dus meerdere celkernen.

2. Glad spierweefsel:

  • Glad spierweefsel bevindt zich in de wanden van holle organen zoals de maag, darmen, bloedvaten en blaas.
  • Het is niet dwarsgestreept en de samentrekkingen zijn onwillekeurig (niet bewust aangestuurd).
  • Gladde spiercellen hebben één kern.

3. Hartspierweefsel:

  • Hartspierweefsel is uniek voor het hart en zorgt voor de onwillekeurige samentrekkingen die nodig zijn om bloed door het lichaam te pompen.
  • Hartspierweefsel is dwarsgestreept, maar de cellen zijn korter en vertakken zich, waardoor een netwerk ontstaat.
  • Hartspiercellen hebben één kern en zijn met elkaar verbonden zodat het hart als een eenheid kan samentrekken.

 

Vragen over spierweefsels

2.4 - Brandstoflevering aan spieren

Dit onderdeel gaat over hoe energie wordt opgeslagen in het lichaam, en hoe het lichaam die energie gebruikt. Daarbij gaat het om de volgende vragen:

  • Wat is het verschil tussen aerobe en anaerobe dissimilatie?
  • Wat is melkzuur en wat voor functie heeft het?
  • Bij welke sporten komt vooral anaerobe dissimilatie voor en hoe past het lichaam zich daaraan aan?
  • Bij welke sporten komt vooral aerobe dissimilatie voor en hoe past het lichaam zich daaraan aan?
  • Bij het trainen van topsporters wordt vaak getraind rond het omslagpunt. Wat wordt bedoeld met het omslagpunt?

 

Hoe wordt energie uit voeding opgeslagen in het lichaam?

Planten gebruiken energie van de zon om glucose te produceren via fotosynthese (assimilatie). Daaruit ontstaan vervolgens eiwitten, vetten en koolhydraten, waarin chemische energie is opgeslagen.

  • Na consumptie en vertering ontstaat glucose dat via het bloed bij de cellen terechtkomt. Daar wordt het omgezet in ATP. Dat ATP wordt gebruikt bij alle processen in het lichaam waarvoor energie nodig is.
  • Glucose dat niet direct gebruikt wordt, wordt opgeslagen als glycogeen in lever en spieren. Glycogeen is een vorm van glucose, een reserve voor snelle energie wanneer dat nodig is.
  • Als de glycogeenopslag vol zit wordt het teveel aan energie opgeslagen als vet in het vetweefsel.
  • In de lever wordt uit glucose ook creatinefosfaat gemaakt. Dat wordt via het bloed naar de cellen getransporteerd, maar niet direct gebruikt. Het creatine in de spieren is een snelle energievoorraad.
  • Creatinefosfaat kan in de spieren snel omgezet wordt in ATP. Daarbij is geen zuurstof nodig. Het levert de energie voor een korte sprint.
  • Energie wordt dus op drie manieren opgeslagen: ATP en creatine (in de spiercellen), glycogeen (in de lever en spieren) en vet (in het vetweefsel)

 

Hoe wordt de opgeslagen energie gebruikt?

  • Bij matige inspanning gebruikt het lichaam vooral vetverbranding. De gebeurt in de mitochondriën en daarvoor is veel zuurstof nodig. Voor duursporters betekent dit dat de zuurstofopname van de longen belangrijk is.
  • De voorraad vet in het lichaam is vrijwel onuitputtelijk, maar de verbranding verloopt traag
  • Bij intensievere inspanning schakelt het lichaam over op koolhydraatverbranding (glycogeen). Dat levert sneller energie, maar de voorraad is na anderhalf uur intensief sporten op.
  • Er is dan sprake van aerobe dissimilatie (volledige verbranding). De glucose wordt samen met zuurstof volledig omgezet in water, CO2 en energie.
  • Bij nog intensievere inspanning treedt anaerobe dissimilatie op. Dan is er meer zuurstof nodig dan het lichaam kan opnemen. Er ontstaat zuurstofschuld in het lichaam. 
  • Voor anaerobe dissimilatie is geen zuurstof nodig, maar er komt ook minder energie vrij. Daarnaast ontstaat bij anaerobe dissimilatie melkzuur dat voor spierschade zorgt.
  • Het omslagpunt is het inspanningsniveau (hartslag) waarbij de hoeveelheid melkzuur nog constant blijft. Die inspanning kun je dus nog net lang volhouden.
  • Bij zeer intensieve inspanningen van enkele seconden (zoals een sprint) gebruikt het lichaam het fosfaat systeem (ATP en creatine) als energiebron. Dat levert snel veel energie zonder dat er zuurstof nodig is.
  • Direct na die sprint zal het lichaam de voorraad creatine aanvullen. Dat gebeurt via aerobe verbranding van glycogeen en vetzuren. Daarom zie je een sprinter nog even uithijgen na de sprint.

Bekijk het filmpje: Biologieles - Aerobe en anaerobe dissimilatie

 

Wat gebeurt er met de warmte?

  • Het rendement van spieren is ongeveer 25%. De rest van de energie wordt omgezet in warmte.
  • Via het bloed kan de geproduceerde warmte door het gehele lichaam heen worden getransporteerd.
  • Een deel van de geproduceerde warmte wordt gebruikt  om het lichaam op de juiste temperatuur te houden.
  • Een teveel aan warmte moet worden afgevoerd uit het lichaam. De bloedvaten in de huid verwijden en ontvangen extra veel warm bloed. Je huid kleurt rood.
  • Gelijktijdig gaan de zweetklieren zweet produceren. Als het zweet op de huid verdampt wordt hierdoor gelijk warmte aan het bloed onttrokken. Het lichaam raakt zijn overtollige warmte kwijt.

 

Vragen over brandstoffen voor spieren

 

2.5 - Spiervezels

Bekijk de film over spieren van “Het klokhuis”:  Het Klokhuis - Spieren.

  • Wat is het verschil tussen de spieren van een marathonloper en een sprinter?

 

Rode en witte spiervezels

Kippenvlees is wit, rundvlees is rood van kleur. Waardoor wordt dat verschil veroorzaakt? Kippenvlees bestaat uit witte spierweefsels, rundvlees uit rode spierweefsels. Die twee spierweefsels verschillen in hun functie, doorbloeding, en energievoorziening.

  • Rode spiervezels, ook wel slow-twitch of type I vezels genoemd, zijn goed doorbloed. Ze bevatten veel mitochondriën (energiecentrales) en myoglobine (zuurstofbindend eiwit). Ze zijn geschikt voor langdurige, aërobe inspanningen.
  • De rode kleur wordt veroorzaakt door het eiwit myoglobine dat, net zoals hemaglobine in rode bloedcellen, zuurstof kan binden. Die eiwitten in de spiercellen zijn nodig bij de aërobe dissimilatie van glucose. Dat is belangrijk bij koolhydraatverbranding en vetverbranding.
  • Witte spiervezels, of fast-twitch of type II vezels, zijn minder doorbloed, hebben minder mitochondriën en myoglobine, en leveren snelle, krachtige contracties, maar zijn minder geschikt voor langdurige inspanning.
  • De witte kleur wordt dus veroorzaakt door minder of geen eiwitten die zuurstof kunnen binden. De witte spiervezels gebruiken vooral energie uit ATP en creatine, en uit anaërobe dissimilatie.

 

2.6 - Training

De volgende vragen staan centraal:

  • Op welke manier train je de spieren?
  • Wat is het effect van training op skeletspieren?
  • Hoe ontstaat spierpijn ?
  • Zoek uit wat de volgende termen betekenen: spieradaptatie, supercompensatie, overtraining, atrofie.

 

Training en spieren

Bij het trainen van spieren wordt onderscheid gemaakt tussen krachttraining en cardiotraining.

Bij krachttraining worden vaak gewichten gebruikt, waarbij je je spieren belast met weerstand. Dat is een effectieve manier om spieren te versterken en te laten groeien. Het is belangrijk om progressieve overbelasting toe te passen, wat betekent dat je de weerstand geleidelijk verhoogt naarmate je spieren sterker worden. Ook voldoende rust en een goed dieet met voldoende eiwitten zijn essentieel voor spierherstel en -groei. Dan passen de spieren zich aan aan de belasting (spieradaptatie). De spieren worden efficiënter, waardoor je sterker, sneller of meer uithoudingsvermogen krijgt.

Krachttraining veroorzaakt microscopische scheurtjes in de spiervezels. Het lichaam herstelt deze scheurtjes en bouwt de spieren tegelijkertijd sterker en dikker op, een proces dat bekend staat als hypertrofie. Door de scheurtjes in de spiervezels en/of een ophoping van melkzuur ontstaat spierpijn (pijn, stijfheid en een branderig gevoel).

Bij cardiotraining wordt niet de kracht maar de energie die de spieren leveren getraind. Minder kracht, meer snelheid. Daarbij train je vaak ook rond of boven het omslagpunt. Daarmee verhoog je de zuurstofopnamecapaciteit van je lichaam. Niet alleen de zuurstofopname in de longen maar ook de doorbloeding van je spieren.

 

Na een trainingsprikkel herstelt het lichaam zich meestal tot boven het oorspronkelijke niveau. Dat wordt supercompensatie genoemd. Simpel gezegd: na een training herstelt het lichaam niet alleen, maar wordt het ook sterker of fitter dan het was vóór de training.

Het duurt altijd enige dagen voordat supercompensatie optreedt.  Dan is het belangrijk om even te wachten met de volgende intensieve trainingsprikkel. Topsporters lassen daarom vaak een hersteltraining in: een langdurige training op lage intensiteit.

Als je te weinig tijd neemt om te herstellen van een intensieve training loop je het risico op overtraining. Je brengt dan opnieuw schade toe aan je spieren terwijl die nog niet hersteld waren. Dan ga je steeds slechter presteren, zowel fysiek als mentaal. Het is een langdurige verstoring van de balans tussen belasting (trainen) en belastbaarheid (herstel).

Daarnaast is het belangrijk om goed op je voeding te letten, zowel koolhydraten als vetten. Bij intensief sporten met te weinig voeding ontstaat afbraak van spierweefsel (spieratrofie). Het lichaam gebruikt dan de eiwitten in de spieren als energiebron.

 

Vragen over training en spieren

2.7 - Vragen over doping

Bij sporten wordt soms gebruik gemaakt van doping. Dat is soms lastig op te sporen, maar als het ontdekt wordt volgt er een flinke straf.

In het wielrennen werd/wordt relatief vaak doping gebruikt.

  • Geef een voorbeeld van doping die wordt gebruikt door krachtsporters. Wat is het effect van deze soort doping?
  • Geef een voorbeeld van doping die wordt gebruikt door duursporters. Wat is het effect van deze soort doping?
  • Zoek op internet naar bekend sporters die doping gebruikt hebben. Ga na welke soort doping zij gebruikt hebben.

 

Krachtsporters kiezen doping die hun spieren sterker maakt. Het meest bekend zijn anabole steroïden. Die worden gebruikt door bijna 22 procent van de krachtsporters en 38 procent van de vechtsporters.

Duursporters gebruiken middelen om de zuurstofopnamecapaciteit van hun lichaam te verhogen. Het meeste bekend zijn bloeddoping en EPO. Beide zorgen voor meer rode bloedcellen.

2.8 - Wat heb je geleerd?

Maak nu nog een keer de voorkennistest en kijk of je nu de meer vragen goed hebt.

  • Welke fysiologische of anatomische aanpassingen kun je waarnemen in het lichaam van een duursporter of sprinter?

Doe de voorkennistest: TEST - verschillen tussen sprinters en duursporters

2B. Sport en voeding

2.9 - Sport en voeding

We eten teveel, we zitten teveel en we bewegen te weinig. Daardoor heeft bijna de helft van de Nederlanders overgewicht.

Een bekend gezond eetpatroon is gebaseerd op de schijf van vijf.

  • Uit welke onderdelen bestaat de schijf van vijf?  Voedingscentrum - Schijf van vijf
  • Geef bij elk onderdeel van de schijf aan hoe jij je voedingspatroon kunt verbeteren.

 

 

Heb jij een beetje een gezond eetpatroon denk je? Leg uit: Waarvan eet jij te veel of te weinig?

 

2.10 - Energieverbruik - BMI en ABSI

BMI betekent Body Mass Index.

De BMI kun je berekenen door je gewicht (in kilogram) te delen door je lengte (in meter) in het kwadraat:

\(BMI = {m \over l^2}\)

Hierin is m je massa (kg) en ℓ je lengte (m)

Bereken je BMI

 

Alternatieven voor BMI

Afgelopen jaren zijn er een paar alternatieve methoden geïntroduceerd om te berekenen of je een gezond gewicht hebt. Een paar voorbeelden:

  • Opmeten van de buikomvang. Een dikke buik is ongezonder dan dikke billen, omdat buikvet ook rond de organen zit. De buikomtrek is dan ook een goede manier om te meten of je gezondheid gevaar loopt. Voor mannen geldt: 94 cm of meer is te dik, voor vrouwen is dit 80.
  • Opmeten van de huidplooidikte. Door op verschillende plaatsen de dikte van de huidplooi op te meten, kunnen artsen een inschatting maken van de gezondheidsrisico’s.
  • Opmeten van de Middel-heupratio (MHR). Door buikomvang te delen door de heupomvang, krijg je een globale inschatting van het risico op gezondheidsproblemen.

Deze BMI-alternatieven zijn echter nooit ingeburgerd geraakt. Invloedrijke instanties als de Wereldgezondheidsorganisatie WHO gebruiken nog altijd de BMI als richtlijn voor een gezond gewicht, en dat voorbeeld wordt gevolgd door de meeste artsen.

 

ABSI (A Body Shape Index)

Het belangrijkste verschil met de BMI is dat de ABSI wel rekening houdt met de vorm van je lichaam. Met de ABSI meet je behalve lichaamsgewicht, lengte, leeftijd en geslacht, ook de tailleomtrek.

Met de online calculator kun je je ABSI bepalen: Bereken je ABSI (body shape index)

2.11 - Eetmeter

In deze opdracht onderzoek je of je een gezond eetpatroon hebt.

Gebruik de app Mijn Eetmeter op je smartphone: Voedingscentrum - Mijn Eetmeter

 

  • Houd in de Eetmeter deze week van minimaal 3 dagen bij wat je allemaal eet.
  • Noteer precies wat je neemt, dus ook de hoeveelheid in aantal of grammen.
  • Bedenk zelf wat je moet opschrijven om succesvol een eigen analyse te maken.

Het handigste is dat meteen te noteren. Ook is het belangrijk dat je aangeeft welke extra fysieke inspanningen je in deze dagen verricht hebt.

Geef het algemene resultaat van de eetmeter:

  • Eet je teveel of te weinig (calorieën)
  • Heb je ernstige tekorten of juist teveel van iets?
  • Ga je iets veranderen nu je inzicht hebt in je eetpatroon?

 

Zoek het uitgebreide resultaat op in de eetmeter en beantwoord opnieuw de volgende vragen van 2 (andere) vitaminen en mineralen waarvan je teveel of juist te weinig binnenkrijgt.

  • Waar zit de vitamine of mineraal in/hoe krijg je het binnen?
  • Waarvoor is de vitamine of mineraal belangrijk/wat is de functie?
  • Wat gebeurt er per vitamine of mineraal als je een tekort of een overschot binnen krijgt?

2.12 - Wat is een watt?

Het vermogen is hoeveel arbeid (energie) een sporter per seconde levert.

Op fitnessapparatuur wordt het vermogen aangegeven in watt.

  • Wat is het verschil tussen het piekvermogen van een sporter en het duurvermogen?
  • Leg uit dat een lichte wielrenner met een iets lager duurvermogen dan een zwaardere renner, toch een bergrit kan winnen.
  • Bepaal je eigen piekvermogen op de hometrainer door zo snel mogelijk een paar honderd meter te fietsen.
  • Vergelijk jouw waarde met die van de waardes van een profrenner uit het filmpje: kom je in de buurt?

Bekijk het volgende filmpje over wattage: Sporza - trainen en wattage

 

Afvallen door te sporten

De energie die je bij een sportinspanning verbruikt hangt af van het vermogen, van de tijd dat je aan het sporten bent en van het rendement van je spieren. De spieren gebruiken namelijk meet energie dan de arbeid die je levert. Het rendement van de spieren is meestal 20-25%. Dat betekent dat driekwart van de energie verloren als warmte.

 

Rekenvoorbeeld:

Iemand sport 5 minuten met een gemiddeld vermogen van 100 watt. Het rendement is 24%.

  • Hoeveel energie gebruikt hij daarbij?
  • Hoeveel warmte wordt er in zijn spieren ontwikkeld?

Uitwerking:

  • De arbeid bereken je met: \(W = P \cdot t \)  (P = vermogen in watt, W = arbeid in joule, t = tijd in seconde)
  • Invullen: \(W = 100 \times 300 = 30.000 \) joule
  • Dit is de arbeid die de spieren leveren, en dat is 24% van de gebruikte energie.
  • De verbruikte energie is dan 100%. Dat is \(30.000 \div 24 \times 100=125.000 \) joule
  • De warmte is dan 100 - 24 = 76%. Dat is \(30.000 \div 24 \times 76=95.000 \) joule

 

2.13 - Afvallen door sporten

Het lichaam werkt op twee energiedragers, vetten en koolhydraten.

  • Bij minder intensieve belasting wordt vooral gebruik gemaakt van vetverbranding.
  • Bij intensievere belasting schakelt het lichaam over op koolhydraatverbranding (glycogeen).

 

Een gemiddeld persoon kan gedurende langere tijd een vermogen van 3 watt/kg leveren. Bij dit vermogen traint hij onder zijn omslagpunt. Dan traint hij vooral op vetverbranding.

Voorbeeld: Iemand van 80 kg traint 40 minuten met een vermogen van 3 watt/kg. Bereken hoeveel kcal hij daarbij verbruikt. Neem voor het rendement 25% en gebruik 1 kcal = 4.180 joule

  • Een massa van 80 kg en een vermogen van 3,0 watt/kg betekent \(80 \times 3,0=240\) watt
  • Bereken de arbeid met  \(W = P \cdot t \)  Vul in: \(W = 240 \times 40 \times 60= 576.000 \) joule
  • Dit is de arbeid die de spieren leveren, en dat is 25% van de gebruikte energie.
  • De verbruikte energie is dan 100%. Dat is \(576.000 \div 25 \times 100=2.304.000 \) joule
  • Gebruik 1 kcal = 4.180 joule. Het aantal kcal is dan \(2.304.000 \div 4.180=551 \) kcal

 

Een reep Snickers levert per 100 gram 2.018 kJ (481 kcal). Dat is bijna evenveel is de energie voor 40 minuten intensief sporten. Daaruit blijkt al dat het niet zo makkelijk is om af te vallen door te sporten.

 

Je verbruikt veel energie als je veel uren per week traint op een matig intensief niveau. Maar na die training heb je vaak honger, en dan vraagt het zelfbeheersing om niet teveel te eten.

In dit filmpje Gewicht verliezen door oefeningen wordt uitgelegd waarom het moeilijk is om af te vallen doormiddel  van (gematigd) sporten.

2.14 - Het dieet van een topsporter

Zoek op internet naar informatie over de volgende vragen:

  • Welke voedingstoffen heeft een topturnster vooral nodig en waarom? Wat moet zij dus vooral eten?
  • Hoeveel kcal moet een profwielrenner tijdens de tour de France binnen krijgen? Hoeveel keer zoveel is dat als een gemiddeld persoon?
  • Welke voedingstoffen heeft een topwielrenner vooral nodig en waarom? Wat moet hij dus vooral eten?

 

 

3. Meten aan spronghoogte

PO 3A: Voorbereidende opdrachten

3.1     Een sprong onderzoeken (10 minuten)

3.2     IJken hoeksensor (10 minuten)

3.3     IJken krachtplaat (5 minuten)

3.4     Meting aan een sprong (15 minuten)

3.5     Verwerking van je meting (25 minuten)

3.6     Formule afleiden

PO 3B: Spronghoogte

Onderzoeksvraag: Wat is de invloed van de kniehoek (vóór de afzet) op de spronghoogte? De kniehoek is hierbij gedefinieerd als de hoek tussen het onderbeen en bovenbeen.

Hypothese: Geef een hypothese met daarbij een goed onderbouwde verwachting aan de hand van de theorie hierboven. Gebruik eventueel de volgende link: OPTIMAL KNEE ANGLE FOR MAXIMUM VERTICAL JUMP HEIGHT 

Uitvoering: Geef een zo volledig mogelijke beschrijving van jullie opstelling en uitvoering. Leg bv uit hoe je de spronghoogte zo nauwkeurig mogelijk meet en hoe je de krachtplaat en hoeksensor hebt geijkt. Aan de hand van jullie beschrijving moet iemand anders jullie metingen kunnen herhalen. Ga uit van tenminste 5 verschillende kniehoeken. En zorg voor tenminste 3 metingen per kniehoek. Analyseer de metingen met Coach7.

Metingen verwerken en presenteren: Geef complete tabellen en grafieken, het moet in een opslag duidelijk zijn wat er in een grafiek/tabel staat. Geef hier ook de berekeningen die je nodig hebt gehad. Doe een data-analyse met behulp van Excel en presenteer de uitkomst.

Conclusie: Reflecteer aan de hand van je resultaten op je onderzoeksvraag en hypothese. Kloppen je verwachtingen? Zo niet geef een alternatieve verklaring voor de gevonden resultaten. Gebruik hierbij bestaande theorie. Gebruik ook de diagrammen voor een verklaring. En wat valt je op aan de hoek-tijd en kracht-tijd diagrammen?

Evaluatie: Reflecteer op jullie onderzoek en geef aan op welke manier je je onderzoek kunt verbeteren en doe suggesties voor vervolg onderzoek.

4. Eigen onderzoek

1. Onderzoeksvraag en hypoyhese

2. Plan opstellen en uitvoeren

3. Terugblik

  • Het arrangement NLT 5H - Sportprestaties & metingen is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    Kees Hooyman
    Laatst gewijzigd
    2025-08-30 11:17:53
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    Dit lesmateriaal hoort bij de NLT-module voor havo - Sportprestaties & metingen
    Leerniveau
    HAVO 5;
    Leerinhoud en doelen
    Natuur, leven en technologie; Gezondheid, bescherming en veiligheid;
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van