Calcolo watt e velocità in bici
Quanto costa in watt la tua media? In pianura, 35 km/h chiedono circa 212 W a un ciclista di 75 kg con le mani in presa alta, e circa 162 W in posizione aerodinamica. Converti nei due sensi, aggiungi pendenza e vento, e guarda sul grafico quanta della tua potenza finisce nella gravità, nell'aria e nella strada.
152 W
Dove finisce la potenza?
I valori di CdA e Crr sono ipotesi del modello dichiarate apertamente (le trovi sui pulsanti), mediate su un ciclista e una bici tipici. Densità dell'aria 1,19 kg/m³, rendimento della trasmissione 97,5%.
Come si calcolano i watt in bici
Sotto c'è l'equazione completa della potenza in bici, lo stesso modello che si usa per ricostruire le prestazioni in gara: la somma delle tre resistenze che ogni ciclista deve vincere.
P = M x g x v x (sin a + Crr x cos a) <- gravità + rotolamento + 0,5 x rho x CdA x (v + w)^2 x v <- resistenza aerodinamica (diviso il rendimento della trasmissione, 0,975) M - massa ciclista più bici [kg] g - 9,81 m/s^2 a - angolo della strada Crr - rotolamento (0,004-0,008) rho - densità dell'aria 1,19 kg/m^3 CdA - area frontale (0,23-0,32 m^2) v - velocità di marcia, w - velocità del vento contro [m/s] Fonte del modello: equazione della potenza ciclistica nella forma pubblicata da J.C. Martin e colleghi, "Validation of a Mathematical Model for Road Cycling Power", Journal of Applied Biomechanics 1998.
Andare dalla velocità ai watt è aritmetica. Il contrario no: la velocità compare al cubo, quindi l'equazione non si riscrive algebricamente e la risolviamo numericamente per bisezione. Ogni ipotesi del modello, il CdA di ciascuna posizione e il Crr di ciascun fondo, è scritta sui pulsanti invece di stare nascosta nel codice.
Esempio svolto: ciclista di 75 kg, bici da 9 kg, pianura, asfalto liscio, senza vento, 35 km/h in presa alta. La resistenza aerodinamica si prende 175 W, il rotolamento 32 W e la trasmissione 5 W, per un totale di 212 W. Porta lo stesso ciclista su una pendenza del 7%, come le rampe centrali del Passo Fedaia, a pari potenza: la velocità crolla a circa 12 km/h, perché adesso quasi tutto va a sollevare 84 kg contro la gravità. È esattamente quello che mostra il grafico sotto il risultato.
Tabella dei watt necessari per velocità e pendenza
I valori qui sotto valgono per un ciclista di 75 kg con una bici di 9 kg, asfalto liscio, senza vento, mani in presa alta (CdA 0,32 m²). Servono come riferimento rapido quando non hai il calcolatore davanti.
In pianura (0%), asfalto liscio (Crr 0,004), presa alta Velocità Watt Di cui aria Di cui rotolamento 20 km/h 52 W 33 W 18 W 25 km/h 89 W 64 W 23 W 30 km/h 141 W 110 W 27 W 35 km/h 212 W 175 W 32 W 40 km/h 305 W 261 W 37 W 45 km/h 424 W 372 W 41 W In salita a 200 W costanti Pendenza Velocità VAM Esempio di riferimento 3% 20,5 km/h 616 m/h fondovalle verso un passo 5% 14,7 km/h 736 m/h media di molte salite alpine 7% 11,2 km/h 782 m/h tratti centrali dolomitici 10% 8,1 km/h 810 m/h rampe dello Zoncolan 15% 5,6 km/h 827 m/h muri da corsa di un giorno Valori calcolati con l'equazione riportata sopra, per 75 kg di ciclista più 9 kg di bici, senza vento. In salita la resistenza aerodinamica conta poco, quindi la VAM resta quasi costante mentre la velocità cambia molto.
Il salto tra 35 e 45 km/h dice tutto: 212 W diventano 424 W, il doppio esatto, per dieci chilometri orari in più, quando i primi venti all'ora erano costati 52 W in totale. La potenza aerodinamica cresce con il cubo della velocità, ed è per questo che in pianura la posizione conta più di qualsiasi grammo risparmiato sul telaio.
Calcolatori collegati
Non sai quanti watt puoi tenere davvero? Stabiliscilo con un test nel calcolo della FTP. Hai in mente una salita precisa? Il tempo lo dà il calcolo del tempo di salita. E perché quei watt diventino velocità invece che calore, regola bene la pressione delle gomme: una pressione scelta male costa più di quanto faccia guadagnare un buon paio di ruote. L'elenco completo è nei calcolatori.
Domande frequenti
- Quanti watt servono per andare a 35 km/h in bici?
- In pianura, senza vento, su asfalto liscio e con le mani in presa alta, un ciclista di 75 kg su una bici di 9 kg ha bisogno di circa 212 W. In posizione aerodinamica la stessa velocità costa intorno ai 162 W, perché scende il CdA. Per confronto, 25 km/h chiedono soltanto 89 W: la potenza aerodinamica cresce con il cubo della velocità.
- Perché sopra i 30 km/h conta solo l'aerodinamica?
- La potenza necessaria per aprirsi la strada nell'aria cresce con il cubo della velocità: andare due volte più veloce costa otto volte i watt aerodinamici. Già a 35 km/h in pianura la resistenza dell'aria è circa tre quarti della potenza totale, mentre il rotolamento cresce solo in modo lineare. Per questo alle velocità da strada la posizione conta più del peso del materiale.
- Quanti watt si risparmiano a ruota?
- Stare a ruota taglia la resistenza aerodinamica di circa il 25-40% a seconda della distanza e delle dimensioni del gruppo, che a 38 km/h possono voler dire 55-90 W in meno. È per questo che un gruppo tiene medie che da soli sarebbero impossibili. Questo calcolatore modella la marcia solitaria, quindi quando sei riparato sottrai di conseguenza.
- Cos'è il CdA nel ciclismo?
- Il CdA è il coefficiente di resistenza moltiplicato per l'area frontale di ciclista e bici insieme, espresso in metri quadrati. Più è basso, meno potenza si prende l'aria. Valori tipici: circa 0,32 m² in presa alta, 0,28 m² in presa bassa e 0,23 m² in posizione aerodinamica. I professionisti sulla bici da cronometro scendono sotto 0,20 m².
- Quanto cambiano i watt con il vento contro?
- La resistenza dipende dalla velocità rispetto all'aria, non rispetto al terreno. Un vento contro di 18 km/h (5 m/s) mentre pedali a 35 km/h significa che l'aria ne vede 53, e questo porta la potenza richiesta da 212 a oltre 430 W: più del doppio. Con il vento in favore vale il contrario. È per questo che lo stesso rettilineo costa 150 W un giorno e 250 W quello dopo.
- Il calcolo vale anche in discesa?
- Sì, con la pendenza negativa. Sotto una certa velocità la bici scende da sola e il calcolatore lo dice esplicitamente: tenere quella velocità non richiede nessuna pedalata. Sopra, i watt indicati sono quelli che servono per andare più forte di quanto la gravità ti porti da sola.