Rezistență la aer, rezistență la urcare - BringaLap - Unde să mergi cu bicicleta Excursii cu bicicleta, trasee de drumeții,

„Nu este suficient ca vântul să sufle mereu, dealurile se întorc acasă în drumul spre casă”, oftează bătrânul biciclist. Acesta este adevărul, sau doar motociclistul obosit se simte așa.?

Adevărul este sigur, poate fi dovedit prin conexiuni fizice. Nu este posibil să le invalidați, ci să vă adaptați la ele.

Performanța muncii musculare a biciclistului este digerată de rezistențele de alergare și, atunci când conduceți la o viteză constantă pe orizontală, rezistența la rulare și la aer este exact egală cu forța motrice. (De-a lungul articolului, neglijăm factori nesemnificativi, cum ar fi fricțiunea pieselor bicicletei sau scăderea densității aerului la altitudini mai mari). La viteze reduse (sub 20 km/h), rezistența la rulare domină în cazul unei roți moi cu o roată ușor coborâtă, care poate fi ușor redusă prin pompare, în detrimentul confortului, desigur. Cu utilizarea anvelopelor cu bandă de rulare cu presiune ridicată, aproximativ netedă, rezistența la aer este factorul decisiv la viteze peste 25 km/h, tipic ciclismului sportiv. De ce depinde amploarea acestui lucru?

Rezistența aerului este direct proporțională cu aria secțiunii transversale perpendiculare pe flux, liniaritatea matriței (factorul de formă) și pătratul vitezei față de aer, adică de două ori suprafața sau de două ori factorul de formă dublează rezistența la aer ! Potrivit lor, cea mai mare parte depinde de viteza relativă - să o lăsăm la sfârșit și să ne ocupăm mai întâi de cele mai simple.

Suprafața și factorul de formă pot fi reduse prin postură înclinată, aderență mai mică pe o bicicletă rutieră, îmbrăcăminte perfectă, câteva spițe simplificate sau acoperite, utilizarea unei biciclete culcate (reku) sau un profil raționalizat la curse record sau la camioane de utilizare rutieră). Un recrutor care poartă o ținută pasională poate avea jumătate din rezistența la aer a unui ciclist de turism.

În ceea ce privește teorema principală, viteza, trebuie remarcat faptul că rezistența aerului este proporțională cu pătratul vitezei, dar puterea necesară pentru a o depăși este deja a treia putere a vitezei, adică cubul: viteza dublă necesită de opt ori puterea. Așadar, dacă o tură de 50 km a cronometrului individual de start al Turului Franței este parcursă într-o oră de un pilot de curse, acesta exercită de opt ori mai multă energie decât dacă ar merge 25!

Aici intervine efectul vântului, deoarece rezistența aerului, așa cum am menționat, nu este o funcție a vitezei față de drum, ci de aer. Viteza vântului frontal se adaugă la cea a motociclistului, vântul din spate este scăzut din acesta. Din aceasta, ne-am putea imagina că un vânt cu o anumită viteză ajută la fel de mult atunci când suflă din spate, la fel ca un vânt înapoi. Cu toate acestea, nu este deloc cazul datorită relației pătratice!

Ar fi destul de complicat să facem calculele, dar nu avem nevoie de el, deoarece există un calculator foarte util (în limba germană) în care trebuie doar să introduceți datele inițiale în titluri și să calculați totul frumos. Am luat următoarele date de aici și oricine își poate obține propriile (voi oferi o traducere a intrărilor din coloane pentru limba germană mai slabă la sfârșitul articolului).

Luați în considerare mai întâi cazul în care ne menținem la o viteză de 33 km/h, care este deja un drum foarte puternic pentru un ciclist de turism și un ritm normal de călătorie pentru un pilot. Am ales acest lucru tocmai pentru că calculatorul scoate o putere rotundă de 100 de wați pe care mulți oameni o pot păstra pentru o perioadă scurtă sau lungă de timp. Deci, în tăcere, mergem cu 33. Acum vine un vânt frontal de 10 km/h, deci viteza noastră relativă va crește la 40 km/h, dar până atunci va trebui să se aplice 224 de wați! Motociclistul mediu se sufocă în câteva minute. Dacă obținem aceeași felie în spate, puterea necesară este redusă la 34 de wați, care poate fi păstrată până la sfârșitul timpului.

Din aceasta putem concluziona că vântul din față al exemplului este un obstacol de mare speranță, care necesită un plus de 124 de wați, în timp ce vântul din spate aduce doar un câștig de 66 de wați. Așadar, într-o călătorie dus-întors, vântul din față a împiedicat mai mult decât a ajutat vântul din spate, efectul general este de parcă un vânt din față slab ar fi suflat până la capăt - așa că s-a confirmat credința motocicliștilor că vântul bate întotdeauna în fața lor.!

Cu toate acestea, exemplul nostru nu a fost ceva practic, întrucât un biciclist care nu vrea să lupte cu forțele naturii, ci vrea să le folosească cât mai mult posibil, nu vrea să mențină o viteză constantă cu orice preț, ci mai degrabă performează la un viteză constantă și apoi se mișcă cât de mult poate. Să ne uităm acum! Pedalăm la o constantă de 100 de wați. În lipsa de vânt viteza noastră este de 33 km/h, într-un vânt de 10 km/h 23 km/h, în același vânt de 43 km/h. Dacă spunem 100 de kilometri de distanță de drumeții, o facem în aproximativ trei ore în aer liniștit, în 4 ore și jumătate în vântul frontal și în 2 ore și 20 de minute în vântul frontal. Vântul frontal s-a agravat o oră și jumătate, în timp ce vântul frontal a ajutat doar 40 de minute. Înapoi și înapoi, la 200 de kilometri, o pierdere de 50 de minute a fost cauzată de un vânt complet sau destul de "destul" de suflat! Din nou, am obținut-o ca și cum ar fi suflat un vânt moștenit, ușor, cu exact 3 km/h.

Ce putem face în acest sens? Trebuie să mergi cu bicicleta în minte. În loc să încercăm să împingem opoziția înapoi de unde a venit cu pieptul nostru bărbat întins, înăbușindu-ne energia, încetinindu-ne mai bine pentru a ne pierde puterea. De pe Internet, putem vedea direcția și puterea vântului așteptate și acest lucru poate fi luat în considerare atunci când planificați o drumeție: dacă oricum nu contează, este mai bine să vă îndreptați spre vânt și să navigați acasă cu vântul din spate. Pe o cale triunghiulară, este recomandabil să alegeți o direcție de rotație astfel încât o tijă să aibă un vânt de coadă și celelalte două să aibă un vânt lateral. Amintiți-vă de vechea bicicletă care spunea: Mr. Wind este grozav Mr.!

Dar dealurile? Aici nu există nicio problemă că panta dublă sau viteza dublă ar cauza de patru ori rezistența, forța și cererea de putere se schimbă destul de liniar. Cu toate acestea, există o răsucire în ceea ce privește viteza medie: o cursă lentă lungă nu poate fi adusă cu o cursă rapidă scurtă. Prin urmare, în loc să traverseze un deal sau un munte în loc de un drum plat, durează mai mult și este mai obositor, deoarece nu am putea relaxa aderența de lungă durată nici măcar pe pantă, chiar dacă nu ar fi un lucru obositor .

Să vedem, de asemenea, acest lucru într-un exemplu numeric, folosind fostul calculator, de data aceasta presupunând tăcerea vântului. Din nou, conducem cu o expansiune uniformă de 100 de wați. Pe orizontală, viteza noastră este de 33 km/h, acoperind o secțiune de 20 de kilometri în 36 de minute. Dacă, pe de altă parte, prima jumătate a secțiunii următoare, care este, de asemenea, de 20 de kilometri, este cu 5% la urcare și a doua jumătate este cu 5% la vale, atunci (presupunând o persoană de 90 kg + greutatea bicicletei) obținem 5 km/h în 2 ore și 90, nu răcnim peste cealaltă parte timp de 7 minute. Totul a durat 127 de minute, am pierdut o oră și jumătate în comparație cu câmpia și am fost bine epuizați. Înapoi, desigur, situația va fi aceeași: „dealul s-a întors”, alpinistul lung s-a întors spre noi și panta scurtă a căzut spre cealaltă parte. Parcă drumul se ridică ușor, dar constant.

Este posibil ca parametrii pe care îi alegeți să nu pară suficient de reali, caz în care puteți calcula cu propriile date - vă doresc calcule bune și distracție! Cu toate acestea, corelațiile sunt generale, deci putem spune că experiența ciclismului este adevărată: vântul bate întotdeauna în fața ta și înclinațiile sunt mai lungi decât pârtiile. În mod excepțional, există astfel încât să alunecăm pe o pantă, într-un vânt de coadă, dar conform mediei de mult timp ne luptăm într-un perpetuu vânt frontal, pe o ascensiune, ca niște Sisif modern.

Traduceți intrările calculatorului:

Deine Geschwindigkeit - Viteza ta
Windgeschwindigkeit - Viteza vântului
Dein Gewicht - Greutatea ta
Steigung - Rise Grad - Grad
berechne - conte!
Die relative Geschwindigkeit beträgt - Viteză relativă m/s sau km/h
Der Gesamtwiderstand beträgt - Rezistență totală la rulare
Cantitatea de energie derivată necesară pentru a menține o viteză constantă - Consumul de energie pentru a menține o viteză constantă în wați sau calorii pe minut
(Slice și panta trebuie introduse cu un semn negativ.)