Watt- og fartskalkulator for sykkel
Hva koster farten din i watt? På flat vei uten vind krever 30 km/h rundt 152 W for en rytter på 85 kg med hendene på bremsehåndtakene, og bare rundt 121 W i aeroposisjon. Regn i begge retninger, legg til stigning og vind, og se på diagrammet hvor mye av effekten som går til tyngdekraften, til luften og til veien.
152 W
Hvor går effekten?
CdA- og Crr-verdiene er oppgitte antagelser i modellen (de står på knappene), gjennomsnittlige for en typisk rytter og sykkel. Lufttetthet: 1,19 kg/m³, som svarer til rundt 20 grader. I kuldegrader er luften opp mot 9 % tettere, og luftmotstanden tilsvarende høyere. Virkningsgrad i drivverket: 97,5 %.
Referansetabell: watt og fart for 94 kg totalvekt
Begge tabellene gjelder en rytter på 85 kg med en sykkel på 9 kg, altså 94 kg totalt, på jevn asfalt uten vind der ikke annet er oppgitt. De er regnet ut med samme modell som kalkulatoren over.
EFFEKT SOM KREVES PÅ FLAT VEI (W) Fart | Bremse- | Nedre | Aero | Med 5 m/s (km/h) | håndtak | grep | | motvind --------|-----------|-------|------|----------- 20 | 60 | 56 | 50 | 147 25 | 98 | 90 | 80 | 226 30 | 152 | 138 | 121 | 329 35 | 225 | 203 | 175 | 457 40 | 320 | 287 | 245 | 616 FART VED GITT EFFEKT (km/h) Effekt | Flat | Flat, grus | Stigning (W) | asfalt | (Crr 0,008)| 5 % -------|---------|------------|--------- 100 | 25,2 | 23,1 | 6,8 150 | 29,8 | 27,9 | 10,1 200 | 33,4 | 31,7 | 13,2 250 | 36,4 | 34,8 | 16,1 300 | 39,0 | 37,5 | 18,8 FORDELING AV 152 W VED 30 KM/H PÅ FLAT VEI luftmotstand .... 110 W (72 %) rullemotstand .... 38 W (25 %) drivverkstap ..... 4 W ( 3 %) tyngdekraft ...... 0 W (flat vei)
To ting er verdt å lese av tabellen. Luftmotstanden tar nesten tre fjerdedeler av effekten allerede ved 30 km/h, som er grunnen til at sittestillingen betyr mer enn et kilo mindre på sykkelen på flat vei. Og motvind på 5 m/s, en helt vanlig dag langs kysten, mer enn dobler effekten som kreves for å holde samme fart.
Hvordan regnes effekten ut, og etter hvilken formel?
Her brukes hele effektlikningen for sykling, den samme modellen som brukes til å analysere rittresultater: summen av de tre motstandene enhver syklist må overvinne.
P = M x g x v x (sin a + Crr x cos a) <- tyngde + rulling
+ 0,5 x rho x CdA x (v + w)^2 x v <- luftmotstand
(delt på virkningsgraden i drivverket, 0,975)
M - masse, rytter pluss sykkel [kg] g - 9,81 m/s^2
a - veiens vinkel Crr - rullemotstand (0,004-0,008)
rho - lufttetthet, 1,19 kg/m^3 CdA - frontareal x formfaktor (0,23-0,32 m^2)
v - fart gjennom bakken, w - motvind [m/s]
kilde: Martin, Milliken med flere, "Validation of a Mathematical
Model for Road Cycling Power", Journal of Applied
Biomechanics, 1998
Kald luft er tettere, og luftmotstanden følger tettheten:
rho(-5 grader) / rho(+20 grader) = 293 / 268 = 1,09
altså ca. 9 % mer luftmotstand en kald vinterdagÅ gå fra fart til effekt er ren regning. Den andre veien er det ikke: farten står i tredje potens, så likningen kan ikke løses algebraisk, og vi løser den numerisk med halveringsmetoden i stedet. Hver antagelse i modellen, CdA for hver sittestilling og Crr for hvert underlag, står skrevet på knappene i kalkulatoren framfor å ligge gjemt i koden.
Regneeksempel: rytter på 85 kg, sykkel på 9 kg, flat vei, jevn asfalt, ingen vind, 30 km/h med hendene på bremsehåndtakene. Luftmotstanden tar rundt 110 W, rullemotstanden 38 W og drivverket 4 W, altså rundt 152 W i alt. Sett samme rytter i en stigning på 5 % med samme effekt, og farten faller til 13,2 km/h, fordi nesten alt nå går til å løfte rytteren. Det er nøyaktig det diagrammet under resultatet viser.
Kald luft, motvind og grus
Modellen regner med lufttetthet 1,19 kg/m³, som svarer til rundt 20 grader nær havnivå. En vinterdag på fem kuldegrader er luften omtrent 9 % tettere, og siden luftmotstanden følger tettheten direkte, koster samme fart da rundt 9 % mer i den delen av effekten som går til luften. Ved 30 km/h er det rundt 10 W. Legger du til tungt tøy, som øker frontarealet, og vinterdekk, forklarer det hvorfor snittfarten faller merkbart i november uten at formen har gjort det.
Vind er den største enkeltposten på norsk kystvei. Luftmotstanden avhenger av farten gjennom luften, ikke over bakken, så 5 m/s rett i ansiktet mens du sykler 30 km/h betyr at luften ser 48 km/h, og effekten dobler seg. Det er derfor den samme runden kan koste 150 W én dag og 300 W neste.
Grus og skogsbilvei koster mindre enn folk tror i seg selv: å gå fra jevn asfalt til grus med Crr 0,008 senker farten fra 33,4 til 31,7 km/h ved 200 W. Det som virkelig koster på grus, er løs overflate, stein og små bakker. Vil du vite hvilken effekt du faktisk kan holde, finn den med en test i FTP-kalkulatoren. Planlegger du en konkret bakke, hent tiden i motbakke-kalkulatoren. Og for at wattene skal bli fart og ikke varme, sett dekktrykket riktig: feil trykk koster mer enn en aerooppgradering sparer.
Ofte stilte spørsmål
- Hvor mange watt trenger jeg for å sykle 30 km/h?
- På flat vei uten vind, med hendene på bremsehåndtakene, trenger en rytter på 85 kg med en sykkel på 9 kg rundt 152 W. I nedre grep koster samme fart rundt 138 W og i aeroposisjon rundt 121 W. Til sammenligning krever 25 km/h bare rundt 98 W: effekten til luftmotstand stiger med farten i tredje potens.
- Hvorfor dominerer luftmotstanden over 30 km/h?
- Effekten som går til å skyve luften til side, stiger med farten i tredje potens: dobbelt så fort krever åtte ganger så mange watt til luftmotstand. Ved 30 km/h på flat vei er luftmotstanden allerede rundt 72 % av total effekt, mens rullemotstanden bare stiger lineært. Derfor betyr sittestillingen mer enn utstyrsvekten i flatt terreng.
- Hvor mye sparer man på å sitte i et hjul?
- Å ligge i hjulet reduserer luftmotstanden med rundt 25 til 40 % avhengig av avstand og gruppestørrelse, som ved 32 km/h kan bety 30 til 50 W mindre. Det er derfor en gruppe holder farter ingen av dem klarer alene. Kalkulatoren regner på soloetappe, så trekk fra selv når du ligger i ly.
- Hva er CdA i sykling?
- CdA er formfaktoren ganget med frontarealet for rytter og sykkel til sammen, oppgitt i kvadratmeter. Lavere CdA betyr at luften tar mindre effekt. Typiske verdier: rundt 0,32 m² med hendene på bremsehåndtakene, 0,28 m² i nedre grep og 0,23 m² i aeroposisjon. Proffer på temposykkel kommer under 0,20 m².
- Hvordan endrer vind effekten jeg må levere?
- Luftmotstanden avhenger av farten gjennom luften, ikke over bakken. 5 m/s motvind mens du sykler 30 km/h betyr at luften ser 48 km/h, og effekten som kreves stiger fra rundt 152 til rundt 329 W. Medvind virker motsatt. Det er derfor den samme strekningen kan koste 150 W én dag og over det dobbelte neste.
- Blir jeg tregere i kaldt vær?
- Ja, av fysiske grunner og ikke bare fordi det er ubehagelig. Kald luft er tettere: ved fem kuldegrader er tettheten rundt 9 % høyere enn ved 20 grader, så luftmotstanden koster tilsvarende mer. Tykt vintertøy øker frontarealet, og vinterdekk øker rullemotstanden. Til sammen forklarer det flere km/h i snittfart på samme innsats.
- Hvor mye koster grus sammenlignet med asfalt?
- Mindre enn mange tror i seg selv. Ved 200 W faller farten fra 33,4 km/h på jevn asfalt til 31,7 km/h med rullemotstand tilsvarende grus. Det som koster på en norsk skogsbilvei, er løs overflate, stein som stjeler fart og korte bratte stigninger, ikke rullemotstanden alene. Brede dekk med lavere trykk henter en god del av det tilbake.