14 maart 2016 | Edwin Haan

De invloed van de luchtdruk

In een vorig artikel 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/h (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 ADV van 300 Watt. Voor de standaardcondities rekenen we met een dichtheid van de lucht van 1,205 kg/m3. Welke factoren bepalen eigenlijk de dichtheid van de lucht en wat voor effect heeft een verandering van de dichtheid op de haalbare snelheid?

Welke factoren bepalen ρ?

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 echter maar klein. Als de luchtdruk daalt van 1013 naar 1003 mbar neemt de snelheid toe van 40,41 km/h tot 40,53 km/h, 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.gvw-luchtdruk

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 nog kleiner 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 hoofdstukje.

gvw-luchtdruk alp

gvw-verschil

Je kunt het effect van de luchtdruk op je eigen prestaties berekenen met onze calculators op www.hetgeheimvanwielrennen.nl.

Daar kun je ook ons boek bestellen. Het is ook verkrijgbaar als ebook.

Hans van Dijk, Ron van Megen en Guido Vroemen

Gerelateerd

Edwin Haan

Hoofdredacteur bij Fiets. Rijdt op alles met twee wielen. Wielrennen, gravelracen, crossen, mountainbiken en zelfs een voorzichtig downhill dagje komt wel eens voor. Vooral geïnteresseerd in techniek en gadgets. Favoriete grote ronde, de Giro. Favoriete klassieker, Parijs-Roubaix, ondanks een grote weerstand tegen het zelf fietsen op kasseien.

Strava: http://www.strava.com/athletes/1304841

Meer artikelen van Edwin Haan

Geef een reactie

Inloggen