Hogyan számolhatom ki azt a teljesítményt, amely egy domb elkészítéséhez szükséges egy adott heggyel
Tegyük fel például, hogy 50 percenkénti fordulatszámmal 39 x 23-as áttétel mellett 10% -os lejtésű dombon haladok 10 percig. Van egy egyszerű képlet a szükséges teljesítmény kiszámításához?
válasz
Nem ad meg elegendő információt a konkrét kérdésében (azaz "50 perc/perc 10 percig 39 x 23-nál, 10% -os lejtéssel") ahhoz, hogy teljes választ adjon abszolút értelemben. Ha azonban feltételezzük, hogy normál méretű 700 c-os kerékpárral közlekedik, elegendő információ áll rendelkezésre a megfelelő relatív becsléshez.
Először egy rövid választ adok, majd egy olyan alapszabályt, amely könnyen kiszámítható és 10% körüli értékre jut, majd egy hosszabb, részletesebb választ.
A kérdésre a relatív relatív válasz az
3 watt/kg össztömeg. Ennek abszolút teljes wattra való átszámításához egyszerűen szorozzon meg 3 watt/kg * össztömeget (kg-ban) az Ön, a kerékpár és az összes felszerelés számára. Például, ha 70 kg a súlya, és a kerékpár és az összes felszerelés együttesen további 10 kg, akkor körülbelül 3 * (70 + 10) = 240 watt kell. Ha 70 kg a súlya, akkor azt jelenti, hogy = 240/70
3,4 watt/testtömeg-kg-ot kell előállítani. Ennek kontextusba helyezése a 3,4 watt/kg 10 percig nem rossz teljesítmény az alkalmi szabadidős kerékpáros számára. Normál, sík talajon történő járás esetén az emberek átlagosan 1 watt/kg körüli értéket képviselnek, míg a hivatásos kerékpáros átlagosan 5 watt/kg fölött átlagosan egy óra alatt. Becslések szerint Lance Armstrong valamivel 6 watt/kg-ot produkált 40 percen keresztül az Alpe d'Huez megmászásakor a Tour de France alatt.
Alapszabály, hogy a sebességet meredek dombokon lehet energiává alakítani: A meredek dombon szorozd meg a domb lejtését a sebességeddel km/h-ban, majd
3. Ha km/h-ban méri a sebességét, szorozza meg 3 helyett 5-tel. Ez megadja a becsült ballpark watt/kg becsült értékét. Például, ha normál méretű kerékpárral 10% dombra mászol 39/23-as áttétel mellett 50 fordulat/perc sebességgel, akkor közlekedj vele
11 km/h (vagy kb. 6,5 mph). Tehát 10% * 11 km/h = 1,1 és 1,1 * 3 = 3,3 watt/kg. Alternatív megoldásként, ha km/h-ban méri a sebességet, akkor 10% * 6,5 mph = 0,65 és 0,65 * 5 = 3,25 watt/kg. Alapvetően ehhez az ökölszabályhoz csak a 3. számra kell figyelni, ha a sebességet km/h-ban méri, vagy 5-re, ha a sebességet km/h-ban méri.
Hogyan változtattam sebességét egy bizonyos sebességfokozatban? Normál normál keréknél a hátsó "700c" kerék kerülete kb
2,1 méter). Ha 39/23-as sebességfokozaton lépett át 50/perc sebességgel, akkor (50 ford/perc) * (39/23) * (60 perc/óra) * (2,1 méter) =
10700 méter/óra vagy 10,7 km/h. vagy 6,6 mph.
És most a részletesebb magyarázat. A sebesség erővé alakításának egyenlete jól ismert. A teljes szükséges szolgáltatás négy részből áll:
Ezek közül a legkönnyebb az a magasságváltozás leküzdéséhez szükséges erő, amelyet szerencsére kért ebben az esetben. Egy meredek dombon a sebességed lassú, az aerodinamikai és egyéb ellenállási erők meglehetősen alacsonyak a mászó részhez képest. A potenciális energia változásának figyelembe vételéhez szükséges erő egyértelmű:
Watt (PE) = lejtő * sebesség méterben/sec. * Teljes tömeg * 9,8 m/sec. ^ 2
Watt/kg = lejtő * sebesség méterben/sec. * 9,8 m/sec. ^ 2
Csak arra van szükségünk, hogy m/s-ban megkapjuk a sebességet. Ha van kerékpáros számítógépe, amely km/h-t mutat, akkor el kell osztania a km/h-t 3,6-mal, hogy m/s-t kapjon, és megszorozza 9,8-mal. Ha a kerékpáros számítógép azt mondja, hogy mérföld per óra, ossza el a mérföldet óránként 2,25-tel, és szorozza meg 9,8-mal. Ha ezt megteszi, látni fogja, hogy az eredményül kapott konstansok nagyjából 3 (km/h) és 5 (mph), amint azt a fenti ökölszabály meghatározza.
Használhatja a számológépet a http://bikecalculator.com címen, amely ésszerű becslést ad, ha ismeri a domb átlagos lejtését, a nappali hőmérsékletet és a szél sebességét/irányát (valószínűleg nem ez a releváns egy dombon). . Itt található egy hasonló számológép, így két módszert lehet összehasonlítani.
A http://www.cyclingpowermodels.com webhely sok információt tartalmaz a teljesítménymodellekről, beleértve az alábbi részletet. Nem találtam ott teljesítménykalkulátort (éppen ellenkezőleg).
Két modellkérdésnek kell lennie a modell alkalmazásakor a kerékpározás elemzésében: "Pontos-e?" és "mik a feltételezések?"
A kerékpár teljesítménye és a sebesség kapcsolatának modelljei már régóta léteznek, és Newton mozgástörvényeinek fizikai elveire támaszkodnak. Az ezen a weboldalon használt kerékpár teljesítményének és sebességének fő modellje a közúti kerékpározás teljesítményének matematikai modelljének érvényesítésében javasolt, a Journal of Applied Biomechanics 1998-ban megjelent modell megvalósítása. Ez a publikáció a modell előrejelzett és megfigyelt teljesítményértékeinek összehasonlításával bizonyította a modell teljességét és érvényességét. A modell kiszámítja azt az erőt, amelyet egy kerékpárosnak generálnia kellene, hogy egy adott pályán elérjen egy bizonyos sebességet, figyelembe véve a legfontosabb fizikai és környezeti paramétereket. Egyes helyeken ezt a modellt a sebesség, az idő vagy egy másik paraméter értékének kiszámítására használják egy bizonyos teljesítmény mellett.
A modell teljesítménye csak olyan jó, mint a bemenetek pontossága, ezért gyakran nagyon részletesen elmélyülünk olyan fontos változók mérésében vagy becslésében, mint a légsűrűség, a szél és az ellenállás. Bármely feltételezést vagy modellezési megközelítést általában vázolunk. Bizonyos mértékig, ha következetes teljesítménymodelleket használunk a húzásmérések terepi levezetésében (azaz a CdA helyszíni tesztjeiben), javíthatja a modellek megbízhatóságát, ha ezzel a bemenettel használják.
A gyakorlatban azt tapasztaltuk, hogy egy bizonyos teljesítményszintű és jó paraméter-bevitelű kerékpáros kerékpáros idejének elméleti értékei folyamatosan a tényleges vezetési idő +/- 5% -án belül vannak, és gyakran +/- 2% -on belül. A legtöbb kerékpáros teljesítménymérő +/- 2% -os pontosságával kapcsolatban szilárdan hiszünk a fizikai modellek alkalmazásában a kerékpáros események elemzésében, és mindenekelőtt a versenyzőnek vagy az edzőnek nyújtott analitikai teljesítményben. Minél többet használjuk ezeket a modelleket, annál jobban bízunk bennük. Ha használta őket, bátran ossza meg velünk az eredményeit.
Ne feledje, hogy a sebességváltó és a sebesség nem szükséges a számításhoz (ugyanazt a teljesítményt érheti el alacsonyabb sebességfokozatokkal és gyorsabb sebességgel, vagy fordítva).
Elméletileg a teljesítmény csak speciális műszerrel, általában elektronikus (és drága) nyomatékmérővel volt mérhető, amelyet egyedi hajtóműbe vagy hátsó agyba ágyaztak.
A legfrissebb információkért látogasson el a http://www8.garmin.com/train-with-garmin/power-meter.html webhelyre. Sok más linket mutat meg ugyanarról a témáról.
Amint azt a kérdésed jelezte, ha a teljes emelkedés alapján akarod megbecsülni a teljesítményt (a szél- és gördülési ellenállás leküzdésére fordított energia figyelembevétele nélkül), használhatod a következő képletet: teljesítmény (W) = energia (J)/idő (s) felhasználás, ahol energia van jelen A potenciális energia változása az energiával számítva (J) = tömeg (kg) * gravitáció (9,8 m/s²) * magasság (m), a magasság a teljes emelkedés, a tömeg pedig a test együttes tömege és a motorod.
A második képlet megadja a minimális energiafogyasztást (mivel nemcsak az emelkedés, hanem a légellenállás is energiát használ fel), így szükség esetén ételkalóriává alakíthatja. Fékezéskor a mozgási energia elvész, és több energiát használ fel a sebességre való visszatéréshez.
A hatalom az energiaátadás sebességét vagy azt jelenti, hogy mennyi energiát tölthet el minden egyes időegységre - érthetően, mennyire erős.