Як розрахувати потужність, яка потрібна, щоб зробити пагорб із заданою
Наприклад, припустимо, я їду з каденцією 50 об/хв із передавальним числом 39 х 23 на пагорбі з 10% нахилом протягом 10 хвилин. Існує проста формула для розрахунку необхідної потужності?
відповісти
Ви не даєте достатньо інформації у своєму конкретному запитанні (тобто, "50 об/хв протягом 10 хвилин при 39 х 23 з нахилом 10%"), щоб дати повну відповідь в абсолютному вираженні. Однак, якщо ми припустимо, що ви їдете на велосипеді стандартного розміру 700c, є достатньо інформації, щоб зробити хорошу відносну оцінку.
Спочатку я дам коротку відповідь, потім емпіричне правило, яке легко підрахувати і приведе до приблизно 10%, потім довшу, більш детальну відповідь.
Відносна відносна відповідь на ваше запитання:
3 Вт/кг загальної маси. Щоб перетворити це на загальну абсолютну вату, просто помножте 3 Вт/кг * загальної маси (у кг) для вас, вашого велосипеда та всього обладнання, яке ви носите. Наприклад, якщо ви важите 70 кг, а ваш велосипед і все обладнання разом у вазі ще 10 кг, знадобиться приблизно 3 * (70 + 10) = 240 Вт. Якщо ви важите 70 кг, це означає, що ви = 240/70
Потрібно виробляти 3,4 Вт/кг маси тіла. Поклавши це в контекст, 3,4 Вт/кг протягом 10 хвилин - це не погана продуктивність для випадкового велосипедиста-рекреатора. Для звичайної прогулянки на рівній місцевості люди в середньому складають близько 1 Вт/кг, тоді як професійний велосипедист може складати в середньому понад 5 Вт/кг протягом години. Було підраховано, що Ленс Армстронг виробляв трохи більше 6 Вт/кг протягом 40 хвилин піднімаючись на Альп-д'Юез під час Тур де Франс.
Емпіричне правило для перетворення швидкості в потужність на крутих пагорбах: на крутому пагорбі помножте схил пагорба на вашу швидкість у км/год, а потім на
3. Якщо ви вимірюєте свою швидкість у км/год, помножте її на 5 замість 3. Це дасть вам приблизну оцінку ват/кг, яку вам потрібно буде виробляти. Наприклад, якщо ви піднімаєтесь на 10% пагорб на велосипеді стандартного розміру із передавальним числом 39/23 при 50 об/хв, катайтеся з ним
11 км/год (або приблизно 6,5 милі/год). Отже, 10% * 11 км/год = 1,1 і 1,1 * 3 = 3,3 Вт/кг. Як варіант, якщо вимірювати швидкість у км/год, 10% * 6,5 миль/год = 0,65 та 0,65 * 5 = 3,25 Вт/кг. В основному, для цього основного правила потрібно звертати увагу лише на номер 3, якщо вимірюєте швидкість у км/год, або 5, якщо вимірюєте швидкість у км/год.
Як я змінив ваш такт на певній передачі на швидкість? На звичайному стандартному колесі заднє колесо "700c" має окружність
2,1 метра). Якщо ви переступили 39/23 передачу при 50 об/хв, тоді (50 об/хв) * (39/23) * (60 хвилин/годину) * (2,1 метра) =
10700 метрів на годину або 10,7 км/год. або 6,6 милі/год.
А тепер більш детальне пояснення. Рівняння для перетворення швидкості в потужність добре відомо. Загальна необхідна послуга складається з чотирьох частин:
З них найпростіший біт - це сила, необхідна для подолання змін висоти, яку, на щастя, ви запитали в цьому випадку. На крутому пагорбі ваша швидкість повільна, а аеродинамічні та інші сили опору досить низькі по відношенню до частини, що сходить. Потужність, необхідна для врахування зміни потенційної енергії, є простою:
Ват (PE) = нахил * швидкість у метрах/сек. * Загальна маса * 9,8 м/сек. ^ 2
Вт/кг = нахил * швидкість у метрах/сек. * 9,8 м/сек. ^ 2
Все, що нам потрібно, це набрати швидкість в м/с. Якщо у вас є велосипедний комп’ютер, який показує км/год, вам потрібно розділити км/год на 3,6, щоб отримати м/с, і помножити на 9,8. Якщо ваш велокомп’ютер каже милі на годину, розділіть милі на годину на 2,25 і помножте на 9,8. Коли ви зробите це, ви побачите, що отримані константи становлять приблизно 3 (для км/год) і 5 (для миль/год), як зазначено у правилі великого пальця вище.
Ви можете використовувати калькулятор за адресою http://bikecalculator.com, який дасть вам обґрунтовану оцінку, якщо ви знаєте середній нахил пагорба, денну температуру та швидкість/напрямок вітру (можливо, це не так, що стосується пагорба). . Подібний калькулятор є тут, щоб ви могли порівняти два методи.
На веб-сайті http://www.cyclingpowermodels.com міститься багато інформації про моделі ефективності, включаючи наступний уривок. Я не міг там знайти калькулятор продуктивності (якраз навпаки).
Два ключових питання при застосуванні моделі для аналізу велосипедного руху мають бути: "Чи це точно?" і "які припущення?"
Моделі взаємозв'язку продуктивності велосипеда та швидкості існують давно і спираються на фізичні принципи законів руху Ньютона. Основною моделлю продуктивності та швидкості велосипедів, що використовується на цьому веб-сайті, є реалізація моделі, запропонованої у Валідації математичної моделі ефективності дорожнього велосипедного руху, опублікованій у Journal of Applied Biomechanics у 1998 році. Ця публікація продемонструвала повноту та обґрунтованість моделі шляхом порівняння прогнозованих та спостережуваних показників моделі. Модель обчислює потужність, яку повинен був би генерувати велосипедист, щоб досягти певної швидкості на певному шляху, враховуючи найважливіші фізичні та екологічні параметри. У деяких місцях ця модель використовується для обчислення швидкості, часу або значення іншого параметра при певній потужності.
Продуктивність моделі настільки ж хороша, як і точність її вхідних даних, саме тому ми часто вдаваємось у великі подробиці щодо вимірювання або оцінки таких важливих змінних, як густина повітря, вітер та опор. Будь-які припущення або підходи до моделювання, як правило, викладаються. Певною мірою використання послідовних моделей продуктивності при польових виведеннях вимірювань опору (тобто польових випробувань CdA) може підвищити надійність моделей при використанні з цим входом.
На практиці ми виявили, що теоретичні значення часу велосипедизму велосипедиста з певним рівнем продуктивності та хорошими введеними параметрами постійно знаходяться в межах +/- 5% від фактичного часу їзди та часто в межах +/- 2%. У зв’язку із заявленою точністю більшості велосипедних вимірювачів потужності +/- 2%, ми твердо віримо у застосування фізичних моделей для аналізу велосипедних подій і, перш за все, в аналітичні показники, які дають мотоциклісту або тренеру. Чим більше ми використовуємо ці моделі, тим більше ми довіряємо їм. Якщо ви ними користувались, сміливо діліться своїми результатами з нами.
Зверніть увагу, що передавальне число та каденс не потрібні для розрахунку (ви можете отримати однакову продуктивність із нижчими передачами та швидшим тактом, або навпаки).
Теоретично, потужність можна було виміряти лише за допомогою спеціального приладу, як правило, електронного (і дорогого) вимірювача крутного моменту, вбудованого в спеціальний кривошип або задню втулку.
Для отримання поточної сучасної інформації перейдіть за посиланням http://www8.garmin.com/train-with-garmin/power-meter.html. Він покаже вам багато інших посилань на ту саму тему.
Як вказує ваше запитання, якщо ви хочете оцінити потужність на основі повного підйому (без урахування енергії, витраченої на подолання вітру та опору коченню), ви можете використовувати формулу потужність (Вт) = енергія (Дж)/час (и) використання, де присутня енергія Варіація потенційної енергії, розрахована за енергією (Дж) = маса (кг) * сила тяжіння (9,8 м/с²) * висота (м), висота - загальний підйом, а маса - загальна маса вашого тіла і ваш велосипед.
Друга формула дає мінімальні витрати енергії (оскільки не тільки підйом, але й опора використовує енергію), тому ви можете перетворити її в калорії їжі, якщо це необхідно. Коли ви гальмуєте, кінетична енергія втрачається, і ви використовуєте більше енергії, щоб повернутися до швидкості.
Потужність означає швидкість передачі енергії або скільки енергії ви можете витратити за кожну одиницю часу - простою мовою, наскільки ви сильні.