Aerodinamica della bicicletta
Se vogliamo utilizzare i dati sulla potenza per guidare i nostri allenamenti e le nostre gare, è utile conoscere un po’ il ruolo della potenza nel movimento della bicicletta. Una volta che avrete capito un po’ meglio come la potenza vi rende più veloci, potrete usare il vostro misuratore di potenza per prendere decisioni migliori su come equipaggiarvi e sedervi sulla bicicletta. L’unica cosa che impedisce alla bicicletta di andare infinitamente veloce su un terreno pianeggiante è la resistenza aerodinamica (a parte la relatività generale, ma noi non andiamo così veloci). La resistenza aerodinamica è una forza che spinge all’indietro lungo la linea di corsa. La vostra bicicletta è soggetta a tre fonti principali di resistenza aerodinamica
Prima di pensare che gonfiando a fondo il pneumatico si possa ridurre la resistenza aerodinamica, è necessario considerare le asperità della strada. È vero che gli pneumatici ad alta pressione possono ridurre al minimo l’attrito di flessione e non flessione, ma lo fanno a costo di rimbalzare sulle piccole asperità della strada invece di “schiacciarle”. Ogni rimbalzo provoca il dirottamento di parte dell’energia cinetica della bicicletta verso l’alto e verso il basso, invece che in avanti, con conseguente perdita di energia. Quindi, un pneumatico che rotola bene deve trovare un equilibrio tra essere sufficientemente pompato per ridurre al minimo la resistenza dell’area di contatto e non così tanto da perdere velocità a causa delle piccole asperità costanti che si incontrano sull’asfalto normale.La risposta a questo piccolo problema di ottimizzazione si trova nei test sui pneumatici. La risposta a questo piccolo problema di ottimizzazione si trova con i test sui pneumatici: Per le gare su strade pubbliche normali, è necessario gonfiare i pneumatici a una pressione compresa tra 100 e 120 libbre. Il fatto che sul pneumatico sia stampata la dicitura “190psi” non significa che si debba farlo! Si tratta di un valore massimo stampato a scopo precauzionale, che si applicherebbe solo in caso di gare su pista. Esiste un’equazione per calcolare la resistenza aerodinamica che gli pneumatici imprimono alla moto. Per i nostri scopi, è conveniente esprimere la forza di resistenza in termini di watt: watt per superare la resistenza degli pneumatici = Crr*M*g*V, doveCrr
Che cos’è la resistenza dell’aria per i ciclisti?
Anche in una giornata perfettamente priva di vento, in bicicletta si crea molto vento e più si va veloci, più soffia forte. A velocità superiori alle 9 miglia orarie, è la forza di resistenza dominante. Quando si raggiungono le 30 miglia orarie, il 90% della potenza viene impiegato per vincere la resistenza dell’aria, o ciò che gli scienziati chiamano resistenza aerodinamica.
Andare in bicicletta è una forza di attrito?
La forza applicata dalla ruota posteriore sul terreno fa sì che la forza di attrito agisca su di essa in direzione di marcia quando si pedala una bicicletta (come se si camminasse). La stessa rotazione della ruota anteriore fa sì che la forza d’attrito agisca in senso contrario (come il rotolamento di una palla).
Quanto influisce la resistenza dell’aria sul ciclismo?
Aerodinamica e prestazioni dei ciclisti
Kyle e Burke [3] hanno rilevato che la resistenza aerodinamica rappresenta oltre il 90% della resistenza che un ciclista incontra su una superficie piana, mentre Martin et al. [2] hanno rilevato che la resistenza aerodinamica rappresenta tra il 56 e il 96% della potenza a seconda della pendenza della strada.
Bicicletta Gribble
AbstractL’aerodinamica ha un impatto così profondo sulle prestazioni ciclistiche a livello d’élite che si è infiltrata in quasi tutti gli aspetti di questo sport, dalla posizione e dallo stile di guida, alla progettazione e alla scelta dell’equipaggiamento, alle tattiche di gara e ai regimi di allenamento, alle norme e ai regolamenti, fino alla progettazione di nuovi velodromi. Questo articolo presenta una rassegna degli aspetti dell’aerodinamica che sono fondamentali per comprendere i flussi intorno ai ciclisti in condizioni di gara e i metodi utilizzati per valutare e migliorare le prestazioni aerodinamiche a livello di élite. Vengono descritti i fondamenti della fisica dei flussi dell’aerodinamica dei corpi mobili e i meccanismi con cui le forze aerodinamiche vengono impartite ai ciclisti. Vengono inoltre discusse le tecniche sperimentali e numeriche utilizzate per studiare le prestazioni aerodinamiche del ciclismo e i vincoli imposti all’implementazione di misure di risparmio aerodinamico a livello di élite. La rassegna rivela che la natura dei campi di flusso del ciclismo è complessa e sfaccettata, come risultato della geometria altamente tridimensionale e variabile della forma umana, del campo di flusso instabile dell’ambiente di gara e delle interazioni non lineari che sono insite in tutti i flussi del ciclismo. Le attuali scoperte in questo campo hanno e continueranno a far evolvere lo sport del ciclismo d’élite, ponendo anche una moltitudine di aree di ricerca potenzialmente fruttuose per ulteriori miglioramenti delle prestazioni ciclistiche.
L’aerodinamica della bicicletta: storia, stato dell’arte e prospettive future
Tenete presente che abbiamo fatto alcune ipotesi per semplificare il calcolo. Ad esempio, questo calcolatore non tiene conto della posizione del corpo (o delle dimensioni) del ciclista per quanto riguarda la resistenza al vento. Inoltre, altri fattori, come il coefficiente di attrito, sono fissi. Inoltre, se si inseriscono cifre “non realistiche” si otterranno risultati non realistici.
Infine, si tenga presente che la cifra “Calorie al minuto” presuppone che il corpo umano abbia un’efficienza del 100%, il che non è vero (l’efficienza del 20% è più vicina). Per ottenere un dato più preciso, provate a moltiplicare le “calorie al minuto” per un fattore di cinque.
Pedalare contro il vento: un’analisi dell’aerodinamica del ciclismo da competizione
La resistenza al rotolamento è l’energia che si perde durante il rotolamento del pneumatico. Il motivo principale della perdita di energia è la costante deformazione del pneumatico. Ogni pneumatico di bicicletta dovrebbe, ovviamente, rotolare il più facilmente possibile. A differenza di un’automobile, un ciclista ha solo una potenza fisica (molto limitata) che vuole applicare nel modo più efficiente possibile. La resistenza dell’aria aumenta in un rapporto al quadrato con l’aumentare della velocità. A una velocità di circa 20 km/h su un terreno pianeggiante, la resistenza dell’aria è già diventata la principale forza di resistenza. Ad esempio, il peso delle ruote è molto importante quando questa massa deve essere portata in rotazione. Quando si pedala in salita, la principale forza di resistenza da superare è la resistenza alla pendenza (resistenza alla pendenza). Oltre a queste, ci sono altre resistenze da attrito nella catena e in altre parti rotanti. Tuttavia, in una bicicletta ben tenuta, queste rappresentano una parte minima della resistenza totale.
La pressione del pneumatico, il diametro, la larghezza, la costruzione, il battistrada e altri fattori influiscono sulla resistenza al rotolamento: Più alta è la pressione di gonfiaggio, minore è la deformazione del pneumatico e quindi la resistenza al rotolamento.Fuori strada è esattamente il contrario: Più bassa è la pressione di gonfiaggio, minore è la resistenza al rotolamento. Questo vale sia per le strade di ghiaia che per le piste forestali. Spiegazione: Uno pneumatico con una bassa pressione di gonfiaggio può adattarsi meglio a una superficie accidentata. Gli pneumatici con un diametro inferiore hanno una resistenza al rotolamento più elevata a parità di pressione di gonfiaggio, perché la deformazione del pneumatico è proporzionalmente maggiore. Il pneumatico si appiattisce maggiormente ed è “meno rotondo”.I pneumatici più larghi rotolano meglio di quelli più stretti. Questa affermazione suscita generalmente scetticismo, tuttavia, a parità di pressione, un pneumatico più stretto si deforma di più e, quindi, si deforma di più.Ovviamente, anche la costruzione del pneumatico ha un effetto sulla resistenza al rotolamento. Utilizzando meno materiale, se ne può deformare di meno. E più il materiale è flessibile, come la mescola di gomma, meno energia viene persa attraverso la deformazione.In generale, i battistrada lisci rotolano meglio di quelli ruvidi. I battistrada lisci sono in genere migliori di quelli ruvidi, mentre i denti alti e gli spazi larghi hanno un effetto negativo sulla resistenza al rotolamento.
