3 augustus 2015 | Erik van Lakerveld

De invloed van de luchtdruk

We hebben al eerder de invloed van temperatuur en de invloed van gewicht op fietsprestaties nader bekeken. Deze week zoomen we in op de invloed van de luchtdruk bij het wielrennen.

In het vorige stukje hebben we gezien dat je de luchtweerstand kunt berekenen met de formule:

Pl = 0,5*ρ*cdA*(v+vw)2*v

Bij de standaardcondities van onze voorbeeldberekeningen moet snelle Eddy 248 Watt trappen om de luchtweerstand te overwinnen bij een snelheid van 40 km/u (ρ = 1,205 kg/m3, cdA = 0,3 m2, v = 40/3,6 m/s, vw = 0 m/s). Dat is circa 83% van zijn anaeroob drempelvermogen (ADV) van 300 Watt. Voor de standaardcondities rekenen we met een luchtdruk van 1013 mbar.

Wat voor effect heeft een verandering van de luchtdruk op de haalbare snelheid?

Welke factoren bepalen de dichtheid van de lucht?

De dichtheid van lucht is op zeeniveau afhankelijk van de luchtdruk en de temperatuur, volgens de formule van de algemene gaswet:

ρ = (p*M)/(R*T)

Hierbij is M het molecuulgewicht van lucht (28,97 g/mol) en R de molaire gasconstante (8,314 J/mol/°K). Bij 20 °C (293°K)en de standaard luchtdruk van 101.300 Pa, is de dichtheid dus 101.300*28,97/8,314/293/1000 = 1,205 kg/m3. Als de luchtdruk hoger is dan 101.300 Pa (1013 mbar) wordt dus ook de dichtheid van de lucht hoger en omgekeerd wordt bij een lage luchtdruk (dus bij een depressie) de dichtheid van lucht lager.

We hebben onderzocht wat er gaat gebeuren als de luchtdruk daalt tot 953 mbar of stijgt tot 1053 mbar.

Wat is de invloed van de luchtdruk op de vlakke tijdrit?

We hebben de invloed weer uitgerekend met onze calculator en onder de bekende standaardcondities.

De resultaten zijn weergegeven in bijgaande grafiek en tabel. Je ziet dat de haalbare snelheid lineair toeneemt als de luchtdruk afneemt. Het effect is niet zo heel groot. Als de luchtdruk daalt van 1013 naar 1003 mbar neemt de snelheid toe van 40,41 km/u tot 40,53 km/u, dus met 0,3 %. In totaal levert dat een winst op van 11 seconden op de tijdrit van 40 km.

Het betekent wel dat je een tijdrit over 40 km 68 seconden sneller kunt rijden tijdens een flinke depressie (met een luchtdruk van 953 mbar)! Bij een eventuele recordpoging, zoals een aanval op het uurrecord, kan dit een nuttig voordeel zijn. Bradley Wiggins had wat pech bij zijn werelduurrecord (54,526 km), want Londen lag toen net in een hogedrukgebied (1030 mbar). Volgens ons model had hij maar liefst 1200 meter verder kunnen rijden tijdens een depressie (963 mbar)!

Wat is de invloed van de luchtweerstand op de Alpe d’Huez?

Ook hier hebben we de resultaten weergegeven in een soortgelijke grafiek en tabel. Je ziet dat in de bergen het effect van de luchtdruk duidelijk minder is. Een daling van 1013 naar 1003 mbar levert slechts een winst op van 2 seconden op de klimtijd naar de Alpe d’Huez.

 

Het voordeel is zo klein omdat de luchtweerstand in de klim slechts een kleine rol speelt. We hebben het hier overigens over de ‘normale’ luchtdruk. Hiermee bedoelen we de aanwezigheid van een hoge druk of lage druk gebied op zeeniveau.

In de bergen neemt de luchtdruk daarnaast af met de hoogte. Dit effect van de ijle lucht in bergen heeft een veel grotere invloed, zowel op de luchtweerstand als op ons het zuurstofopnamevermogen van onze longen en daarmee ons prestatievermogen. Deze aspecten behandelen we in een apart stukje.

Je kunt de invloed van alle factoren op je eigen prestaties berekenen met onze calculatoren op hetgeheimvanwielrennen.nl. Daar kun je ook ons boek bestellen.

Hans van Dijk, Ron van Megen en Guido Vroemen

hetgeheimvanwielrennen.nl

Geef een reactie

Inloggen