Supponiamo che io salga ad una cadenza di 50RPM per 10 minuti con un rapporto di marcia di 39x23 su una collina con il 10% di pendenza. Esiste una formula semplice per calcolare la potenza richiesta?
Non fornite abbastanza informazioni nella vostra domanda specifica (cioè “50RPM per 10 minuti con 39x23 con il 10% di pendenza”) per fornire una risposta completa in termini assoluti ma, se supponiamo che stiate guidando una bici standard di 700c, ci sono abbastanza informazioni per fare una buona stima in termini relativi.
Prima darò una risposta breve, poi una regola empirica facile da calcolare che vi metterà entro il 10% circa, poi una risposta più dettagliata.
La risposta breve alla vostra domanda, in termini relativi, è di ~ 3 watt/kg di massa totale. Per convertirla in watt assoluti totali, basta moltiplicare 3 watt/kg * di massa totale (in kg) per voi, la vostra bicicletta e tutta l'attrezzatura che state trasportando. Ad esempio, se pesate 70 kg e la vostra bicicletta e tutto il suo equipaggiamento insieme pesano altri 10 kg, ci vorranno circa 3 * (70+10) = 240 watt. Se pesate 70 kg, ciò significa che dovrete produrre 240/70 = ~ 3,4 watt/kg di massa corporea. Per contestualizzare questo dato, 3,4 watt/kg per 10 minuti non è una cattiva quantità di potenza per un ciclista ricreativo occasionale; in una normale camminata su un terreno pianeggiante le persone hanno una media di circa 1 watt/kg, mentre un ciclista professionista potrebbe essere in grado di fare una media superiore a 5 watt/kg per un'ora. È stato stimato che Lance Armstrong ha prodotto poco più di 6 watt/kg per 40 minuti in salita sull'Alpe d'Huez durante il Tour de France.
Una regola da seguire per convertire la velocità in potenza sulle colline ripide è questa: Su una collina ripida, moltiplicare la pendenza della collina per la velocità in km/h, poi per ~ 3. Se si misura la velocità in mph, moltiplicare per 5 invece che per 3. Questo vi darà una stima approssimativa dei watt/kg che dovete produrre. Per esempio, se stai salendo una collina del 10% in un rapporto di marcia di 39/23 a 50 giri al minuto su una bicicletta di dimensioni standard, stai viaggiando a ~ 11 km/h (o circa 6,5 mph). Quindi 10% * 11 km/h = 1,1, e 1,1 * 3 = 3,3 watt/kg. In alternativa, se si misura la velocità in mph, 10% * 6,5 mph = .65, e .65 * 5 = 3,25 watt/kg. Fondamentalmente, tutto quello che dovete ricordare per questa regola empirica è il numero 3 se misurate la velocità in km/h, o 5 se misurate la velocità in mph.
Come ho convertito la vostra cadenza in una particolare marcia in velocità? Su una bicicletta standard di dimensioni normali, la ruota posteriore “700c” ha una circonferenza di ~ 2100mm (= ~ 2,1 metri). Se si pedalava a 50 giri al minuto in una marcia 39/23, allora (50 giri al minuto) * (39/23) * (60 minuti/ora) * (2,1 metri) = ~ 10700 metri/ora, o 10,7 km/h, o 6,6 mph.
E ora, la spiegazione più completa. L'equazione per convertire la velocità in potenza è ben compresa. La potenza totale richiesta ha quattro parti:
Total power = power needed to overcome rolling resistance +
power needed to overcome aerodynamic resistance +
power needed to overcome changes in speed (kinetic energy) +
power needed to overcome changes in elevation (potential energy)
``` &001
Di queste, il pezzo più semplice è la potenza necessaria per superare i cambiamenti di quota che, fortunatamente in questo caso, è quello che si chiedeva. Su una collina ripida, la velocità è bassa e le forze aerodinamiche e le altre forze di resistenza tendono ad essere piccole rispetto alla parte in salita. La potenza necessaria per tenere conto del cambiamento di energia potenziale è semplice:
watt(PE) = velocità in pendenza \* velocità in metri/sec \* massa totale \* 9,8 m/sec^2
o
watt/kg = velocità in pendenza \* velocità in metri/sec \* 9,8 m/sec^2
Quindi, tutto ciò di cui abbiamo bisogno è ottenere la velocità in m/s. Se si dispone di un ciclocomputer che legge in km/h, è necessario dividere km/h per 3,6 per ottenere m/s e moltiplicare per 9,8. Se il vostro ciclocomputer legge in mph, dividete mph per 2,25 e moltiplicate per 9,8. Se fate questo, vedrete che le costanti risultanti sono circa 3 (per km/h) e 5 (per mph), come indicato nella regola empirica di cui sopra.