Iedereen kent wel de aloude kermis- of circusattractie waarbij motoren aan de binnenkant van een loodrechte, cilindervormige wand rondjes rijden. KIJK-lezer Johan Evers vraagt zich af of ook een hardloper op die manier de zwaartekracht kan tarten.
Allereerst moeten we ons realiseren dat de hardloper ‘schuin’ op de wand moet lopen. De hoek waaronder hij rent is belangrijk. Als het lichaam in een horizontaal vlak (dus haaks op de wand) blijft, kan de loper nog zo hard rennen, maar zal hij altijd naar beneden vallen. Er is dan immers geen opwaarts gerichte component van de kracht om zijn gewicht te compenseren. Hoe schuiner hij loopt, hoe gemakkelijker het zal gaan. Laten we eens uitgaan van een hoek van ongeveer 30 graden ten opzichte van de wand. Dat is misschien met heel stroeve schoenen en een stroeve ondergrond net haalbaar.
Dan de diameter van de baan. Een kleine diameter is gunstig om bij een bepaalde snelheid een grote centrifugale kracht te realiseren. We gaan uit van 4 meter. De minimale snelheid die nodig is om onder deze condities het eigen gewicht te compenseren, is 5,9 m/s ofwel 21 km/u.
Usain Bolt liep zijn wereldrecords op de korte afstand (100 en 200 meter) met een snelheid van iets onder de 10 m/s. Die 5,9 m/s zou dus makkelijk moeten kunnen.
Maar er schuilt een addertje onder het gras. Door de middelpuntvliedende kracht moet de loper namelijk een groter gewicht torsen. Hij is als het ware een stuk zwaarder geworden. Het blijkt dat de benen onder deze omstandigheden tweemaal het eigen gewicht moeten dragen. De loper moet dus niet alleen onder een schuine hoek tegen de wand op rennen met tenminste 21 km/u, maar het voelt ook alsof hij iemand op zijn nek heeft. Dat is niet bepaald gemakkelijk.
Het wordt nog erger als we een meer realistische hoek kiezen: geen 30 graden maar bijvoorbeeld 15 graden. In zo’n geval moet hij met 8,6 m/s ofwel 31 km/u rondrennen. Dat is nog net onder het wereldrecord, maar door de veranderde hoek moet de hardloper het doen met 3,9 maal zijn normale gewicht. Kortom: in theorie zou het misschien nog net kunnen. Maar het zal niet meevallen.
Ook een vraag voor de rubriek ‘KIJK antwoordt’? Mail hem naar [email protected]!
Tekst: Jo Hermans
Beeld: SeaDave/CC BY-SA 2.0