Cum calculez puterea necesară pentru a face un deal cu o dată
De exemplu, să presupunem că merg cu o cadență de 50 rpm cu un raport de transmisie de 39 x 23 pe un deal cu o înclinație de 10% timp de 10 minute. Există o formulă simplă pentru calcularea puterii necesare?
răspuns
Nu furnizați suficiente informații în întrebarea dvs. specifică (de exemplu, „50 RPM timp de 10 minute la 39 x 23 cu înclinație de 10%”) pentru a oferi un răspuns complet în termeni absoluți. Cu toate acestea, dacă presupunem că mergeți cu o bicicletă de dimensiune standard 700c, există suficiente informații pentru a face o estimare relativă bună.
Mai întâi voi da un răspuns scurt, apoi o regulă generală care este ușor de calculat și vă va duce la aproximativ 10%, apoi un răspuns mai lung și mai detaliat.
Răspunsul relativ relativ la întrebarea dvs. este
3 wați/kg masă totală. Pentru a converti acest lucru în wați totali absoluti, pur și simplu înmulțiți 3 wați/kg * masă totală (în kg) pentru dvs., bicicleta dvs. și toate echipamentele pe care le purtați. De exemplu, dacă cântăriți 70 kg și bicicleta și toate echipamentele combinate cântăresc încă 10 kg, va dura aproximativ 3 * (70 + 10) = 240 wați. Dacă cântărești 70 kg înseamnă = 240/70
Trebuie să producă 3,4 wați/kg de masă corporală. Pentru a pune acest lucru în context, 3,4 wați/kg timp de 10 minute nu este o performanță proastă pentru ciclistul recreativ casual. Pentru o plimbare normală pe teren plan, oamenii au o medie de aproximativ 1 watt/kg, în timp ce un ciclist profesionist poate avea o medie de peste 5 wați/kg timp de o oră. S-a estimat că Lance Armstrong a produs puțin peste 6 wați/kg timp de 40 de minute urcând pe Alpe d'Huez în timpul Turului Franței.
O regulă generală pentru conversia vitezei în putere pe dealurile abrupte este: Pe un deal abrupt, înmulțiți panta dealului cu viteza dvs. în km/h și apoi cu
3. Dacă vă măsurați viteza în km/h, înmulțiți-o cu 5 în loc de 3. Acest lucru vă va oferi o estimare a watt-urilor/kg pe care va trebui să o produceți. De exemplu, dacă urcați un deal de 10% pe o bicicletă de dimensiuni standard la un raport de transmisie de 39/23 la 50 rpm, mergeți cu ea
11 km/h (sau aproximativ 6,5 mph). Deci 10% * 11 km/h = 1,1 și 1,1 * 3 = 3,3 wați/kg. Alternativ, dacă măsurați viteza în km/h, 10% * 6,5 mph = 0,65 și 0,65 * 5 = 3,25 watt/kg. Practic, pentru această regulă generală trebuie să acordați atenție numărului 3 numai dacă măsurați viteza în km/h sau 5 dacă măsurați viteza în km/h.
Cum ți-am schimbat cadența într-o anumită treaptă de viteză? Pe o roată standard normală, roata din spate „700c” are o circumferință de
2,1 metri). Dacă ați parcurs o treaptă 39/23 la 50 RPM, atunci (50 RPM) * (39/23) * (60 minute/oră) * (2,1 metri) =
10700 metri/oră sau 10,7 km/h. sau 6.6 mph.
Și acum explicația mai detaliată. Ecuația pentru conversia vitezei la putere este bine cunoscută. Serviciul total necesar este format din patru părți:
Dintre acestea, cel mai ușor este forța necesară pentru a depăși schimbările de altitudine, pe care din fericire le-ați solicitat pentru aceasta. Pe un deal abrupt, viteza dvs. este lentă, iar forțele aerodinamice și alte forțe de rezistență sunt destul de mici în raport cu partea de urcare. Puterea necesară pentru a explica schimbarea energiei potențiale este simplă:
Watt (PE) = înclinare * viteză în metri/sec. * Masă totală * 9,8 m/sec. ^ 2
Watt/kg = înclinare * viteză în metri/sec. * 9,8 m/sec. ^ 2
Tot ce avem nevoie este să obținem viteza în m/s. Dacă aveți un computer pentru biciclete care arată km/h, trebuie să împărțiți km/h la 3,6 pentru a obține m/s și să înmulțiți cu 9,8. Dacă computerul dvs. de bicicletă arată mile pe oră, împărțiți mile pe oră cu 2,25 și multiplicați cu 9,8. Când faceți acest lucru, veți vedea că constantele rezultate sunt aproximativ 3 (pentru km/h) și 5 (pentru mph), așa cum se arată în regula de mai sus.
Puteți utiliza calculatorul la http://bikecalculator.com, care vă va oferi o estimare rezonabilă dacă cunoașteți panta medie a dealului, temperatura din timpul zilei și viteza/direcția vântului (probabil nu este atât de relevantă pe un deal). . Un calculator similar este aici, astfel încât să puteți compara două metode.
Site-ul http://www.cyclingpowermodels.com oferă o multitudine de informații despre modelele de performanță, inclusiv următorul extras. Nu am putut găsi un calculator de performanță acolo (totuși opusul).
Două întrebări cheie în aplicarea unui model la analiza ciclismului trebuie să fie „Este corect?” și „care sunt ipotezele?”
Modelele pentru relația dintre performanța bicicletei și viteza există de mult timp și se bazează pe principiile fizice ale legilor de mișcare ale lui Newton. Principalul model de performanță și viteză a bicicletelor utilizate pe acest site web este o implementare a modelului propus în validarea unui model matematic pentru performanța ciclismului rutier, publicat în Journal of Applied Biomechanics în 1998. Această publicație a demonstrat completitudinea și validitatea modelului prin compararea valorilor de performanță prezise și observate ale modelului. Modelul calculează puterea pe care un ciclist ar trebui să o genereze pentru a atinge o anumită viteză pe un anumit traseu, luând în considerare cei mai importanți parametri fizici și de mediu. În unele locuri, acest model este utilizat pentru a calcula viteza, timpul sau valoarea unui alt parametru la o anumită putere.
Performanța unui model este la fel de bună ca acuratețea intrărilor sale, motiv pentru care adesea intrăm în detalii deosebite despre măsurarea sau estimarea variabilelor importante, cum ar fi densitatea aerului, vântul și rezistența. Orice ipoteze sau abordări de modelare sunt, în general, conturate. Într-o oarecare măsură, utilizarea modelelor de performanță consecvente în derivarea câmpului măsurătorilor de tracțiune (de exemplu, testele de câmp ale CdA) poate îmbunătăți fiabilitatea modelelor atunci când sunt utilizate cu această intrare.
În practică, am constatat că valorile teoretice ale timpului de ciclism al unui ciclist cu un anumit nivel de performanță și intrări bune ale parametrilor sunt în mod constant în +/- 5% din timpul efectiv de conducere și adesea în +/- 2%. În legătură cu precizia declarată a majorității contoarelor de bicicletă de +/- 2%, credem ferm în aplicarea modelelor fizice la analiza evenimentelor de ciclism și, mai presus de toate, în performanța analitică acordată călărețului sau antrenorului. Cu cât folosim mai mult aceste modele, cu atât avem mai multă încredere în ele. Dacă le-ați folosit, nu ezitați să ne împărtășiți rezultatele.
Rețineți că raportul de transmisie și cadența nu sunt necesare pentru calcul (puteți obține aceeași performanță cu trepte mai mici și cadență mai rapidă sau invers).
În teorie, puterea putea fi măsurată numai cu un instrument special, de obicei un cuplu electronic (și scump), încorporat într-o manivelă personalizată sau butuc spate.
Pentru informații despre stadiul actual al tehnicii, consultați http://www8.garmin.com/train-with-garmin/power-meter.html. Vă va arăta multe alte linkuri pe același subiect.
După cum sugerează întrebarea dvs., dacă doriți să estimați puterea pe baza ascensiunii totale (fără a lua în considerare energia cheltuită pentru a depăși vântul și rezistența la rulare), puteți utiliza formula putere (W) = energie (J)/timp (e) utilizare, unde energia este prezentă Variația energiei potențiale, calculată cu energia (J) = masa (kg) * gravitația (9,8 m/s²) * înălțimea (m), înălțimea este creșterea totală și masa este masa combinată a corpului dumneavoastră și bicicleta ta.
A doua formulă oferă consumul minim de energie (deoarece nu numai ascensiunea, ci și rezistența la aer folosește energie), astfel încât să o puteți transforma în calorii alimentare, dacă este necesar. Când frânezi, energia cinetică se pierde și folosești mai multă energie pentru a reveni la viteză.
Puterea înseamnă rata de transfer de energie sau câtă energie puteți cheltui pentru fiecare unitate de timp - într-un limbaj simplu, cât de puternic sunteți.