Vekt sykkel vs Syklist

Morsomt med fysikk. Artig også at debattantene bruker tid på skikkelige beregninger av roterende masse og desslike. +1 for det.

Når det gjelder vekt på sykkel kontra syklist, så er det min private erfaring - og oppfatning - at begge deler har definitivt betydning. Like fullt er det min opplevelse at sykkelturen går lettere på en sykkel som er slanket fra 11 til 10 klilo, enn om jeg selv har en kilo mindre på kroppen (hva enten dette er kroppsvekt eller vekt i sekken).

Samtidig merker jeg det godt om jeg har mer i sekken enn vanlig, da er motbakkene langt tyngre.

v(tangentiell) = omega*r
a(tangentiell) = alfa*r

I = m*r^2
KE = 1/2*I*omega^2

Kan vel også defineres ved:
Fs = (mv^2)/r
eller
F*t=m*v

Fs for sentripetalkraft

W = F*s
P = W/t


Skriblerier fra en sliten student som har brukt tida på fysikk, anatomi og humanfysiologi.

EDIT: lite vits å prøve seg på greske bokstaver som copy-paste fra pdf

btw., svaret var ikke rettet direkte til fredrik, bare trykket på noe

Eg har brukt ettermiddagen på å sjå på langrenn, skøyter og løyse mekaniske likningar med numeriske metodar i R. Det eg ville undersøke, var kor mykje ein sparer på å ha lette hjul i ein spurt. Eg tok utgangspunkt i kor langt ein rytter på 75 kg kjem med ein innsats på 1200 Watt i 10 sekund. Utgangsfarten var 50 km/h og sykkel inkl. utstyr sette eg til 10 kg. Luftmotstanden lot eg vere proposjonal med kubikket av farten, luftmotstandskoeffisienten henta eg frå kalkulatoren til Aaberg (han bruker også kubikket av farten) og frontareal sette eg til 0.6 (noko som er lite aerodynamisk, men det er ein jo kanskje i spurt?).

Eg brukte tre utgangspunkt for utrekningane:
1. Felg, dekk og slange på 750 gram x 2.
2. Felg, dekk og slange på 500 gram x 2, men med 500 gram ekstra på ramma.
3. Felg, dekk og slange på 500 gram x 2.

Konklusjonen etter utrekningane var som følgjer: Scenario 1 tilbakela 162.65 m, scenario 2 162.74 m og scenario 3 162.83 m.

Altså er det ca 20 cm å hente i ein spurt med det desidert lettaste utstyret på markedet, samanlikna med typisk standard utstyr. Omkring halvparten kjem frå mindre rotasjonsenergi og den andre halvparten frå at det er mindre vekt. f"(x)>0 <=> :-)

Fysikken er jeg ikke motivert nok til å sette meg inn i; derfor spør jeg heller:
Om forskjellen du beskriver utgjør 20 cm på en 10 sekunders spurt på flatmark, hva vil den teoretiske forskjellen være etter f.eks. 30 min klatring opp et fjell, der du også får med høydeforskjellen i regnestykket..?

Når det gjelder klatring er dette enkelt. Bruk definisjonen på 1HK(736W)-75kg 1meter opp på 1 sek. Har et fjell her hjemme 600 høydemeter og 9,0km lang bakke. Eksempelvis kjører jeg dette på 28.15 min,terskelwatt på ca. 360, vekt meg og utstyr ca76kg.
1kg lavere totalvekt gir 18 sek raskere tur.

W = PE = mgh og så P = (mgh)/t?

Tja, men du surrer jo litt likevel. Du kan ikke sammenligne to rullende hjul og se på forskjellene som kommer fra kinetisk energi fra den roterende massen. Hele systemet akselererer jo også, og du må ta med vanlig 1/2*m*v^2...

Viss du lurer på kva vekt har å seie ved klatring, vil eg anbefale bakkekalkulatoren til Aaberg, evt http://analyticcycling.com/. Komponentane i desse modellane er gravitasjons-, rulle- og luftmotstand. Når farten er svært liten, kan ein bruke modell med berre gravitasjonsmotstand, og med denne modellen vil tida du bruker opp bakken vere direkte proposjonal med totalvekta. Kinetisk energi frå roterande masse har derimot ingenting å seie ved klatring, det gjer seg gjeldande kun ved akselerasjon. Og det har heller ingenting å seie ved akselerasjon inn og ut av svingar og evt akselerasjon gjennom tråkket, då du vil få igjen all energi du legg inn, ved at det tar lengre tid for sykkelen å stoppe når du sluttar å trå.

Jepp:
Arbeid = Potensiell energi = masse * gravitasjon * høgd
Effekt = Arbeid/tid = masse * gravitasjon * høgd / tid

Jeg synes dette er interessant lesning.
http://en.wikipedia.org/wiki/Bicycle_performance

Dette er nok noe nytt for en del folk; en mosjonist bruker altså like mye energi (kJ) som Contador opp en bakke (gitt samme vekt), han bruker bare lenger tid!

Ja, i hvertfall hvis du ignorerer den ekstra luftmotstanden Contador må overvinne for å feie opp bakken i en mye høyere fart enn mosjonisten.

Bortsett fra at Contadors høyere fart gir ham høyere luftmotstand og dermed et større totalt arbeid.

[edit] Ekkooo... [/edit]

Ja Glemte vel egentlig å si at hele poenget er at pulsklokka ofte kan vise at en utrent forbrenner kalorier enn en proff, fordi de har høy puls hele tida.

EDIT: og da er poenget at pulsklokka ikke kan benyttes til energiberegning ene og alene...

Hva slags luftmotstand er det snakk om i feks de bratteste partiene
opp mont zoncolan? Hvor fort sykler de beste
i stigninger over 20%?

Siden det tydeligvis er mange med kompetanse på mattematikk. Hva er forskjellene mellom et 29 er og 26 dekk. Hvordan regner man ut fordelene og ulempene med de ulike typene. 29 har lavere angrepsvinkel, men er gjerne tyngre og har større luftmotstand. Noen som har kunnskap til å regne dette ut.

Forskjellen på energi er vel beskrevet her tidligere, men angrepsvinkel tror jeg kan bli vanskeligere å regne ut. Det blir isåfall veldig teoretisk, mtp. at man ikke vet hvilken vinkel som er mest optimal.

For å regne ut kinetisk rotasjonsenergi, kan du bruke disse formlene:

Først finner du treghetsmoment (I=mr^2), så må du finne vinkelakselerasjon (v.aks=((F*r)/I), så finner du vinkelhastighet (v.hast.=t*v.aks), så kan du bruke (Ek=1/2*I*(omega)^2).

Krafta du skal bruke kan du finne ved (F*t=m*v) eller (W=F*s). Bruker du (W=F*s) må regne ut (Ek=1/2mv^2) og legge til 10-30% avhengig av fart (pga luftmotstand og friksjon).

EDIT: Optimal angrepsvinkel er selvfølgelig 0 grader, så man kan sikkert finne ut av dette ved å bruke noen ligninger om linæer kinematikk samt sinuskurve kombinert med formel for impuls-momentumloven og torque. Jeg står over

Poenget med utrekningane mine var å illustrere kor lite det er å hente på utstyr, og å avkrefte myten om at rotasjonsenergi er viktig. Det er umogeleg å rekne noko på luftmotstanden og angrepsvinkelen til ein terrengsykkel. Luftmotstanden er det mogeleg å måle i vindtunell, men det er nok ingen signifikante skilnader på ulike syklar, då kroppsposisjon har nesten alt å seie. Når det er sagt, trur eg svært få terrengritt blir avgjort på luftmotstand. Angrepsvinkelen på eit 26"- og 28"-hjul er så lik at eg aldri kan tenke meg det er mogeleg å finne teoretiske forskjeller. Her må du berre prøve deg fram på kva du likar best. Når det gjeld vekt, er som sagt tida du bruker i ein motbakke lineær med totalvekt på ekvipasjen.

Det er nok framleis slik at ritt blir avgjort av utøvar og ikkje utstyr. Dei viktigaste eigenskapane til utstyret blir dermed driftsikkerheit og kor godt du klarar å håndtere det (sjølv om vekt er viktig i motbakkar).