Vermogen vs gewicht vs prestatie

[ericpeters]

Op de website De Kale Berg, staat een pagina: "Hoe snel kan ik de ventoux op" ( http://www.dekaleberg.nl/welk-verzet/ho ... ventoux-op" onclick="window.open(this.href);return false; ) op deze website staat een link naar een excel spreadsheet welke (volgens de auteur) je gemiddeld maximaal vermogen berekend aan de hand van een aantal parameters waaronder snelheid en gewicht. Als ik op deze spreadsheet alle parameters gelijk hou en het vermogen bereken bij een snelheid van 35 km/u dan moet ik bij een gewicht van 60 kg blijkbaar 248 watt trappen en bij 90 kg 334 watt! Dat is nogal een verschil, ik betwijfel dan ook of dat klopt. Dat het benodigd vermogen meer is door een groter frontaal oppervlak is duidelijk ( de luchtweerstand stijgt rechtevenredig met het frontaal oppervalk, het benodigd vermogen stijgt dus nagenoeg evenredig met het frontaal oppervlak) maar dat je bij 50% meer gewicht 34% meer frontaal oppervlak krijgt lijkt me niet realistisch.
Dus als je gewicht 20% hoger is dan stijgt je frontaal oppervlak met een factor * 20%. Als we er dan van uit gaan dat 90% van het benodigd vermogen moet worden behaald uit de lucht weerstand dan stijgt het benodigd vermogen met 20% * 0.9 * "factor". Volgens de auteur op de website de kale berg is de factor 0.7 ik denk dat hij geen rekening heeft gehouden met de gebogen zithouding van een renner waardoor de factor (veel?) lager uitkomt.

Let op dit is allemaal bij constante snelheid want als je accelereren meeneemt (is eigenlijk natuurkundig het zelfde als klimmen) dan wordt de invloed van het gewicht beduidend groter.
Daarnaast wordt het aandeel luchtweerstand in je totaal benodigd vermogen groter naarmate je snelheid hoger is, dus is ook het nadelig effect van een hoger lichaamsgewicht sterker bij hogere snelheden.

[tom de groot]

Mijn Fm vertelde me dat voor elke 2kg je 8 watt meer vermogen moet trappen (berg op).

[53x11]

Mijn Fm vertelde me dat voor elke 2kg je 8 watt meer vermogen moet trappen (berg op).

Dat hangt er nogal vanaf hoe hard je gaat en hoe stijl de helling is;
Elke kilo extra is ca 10 J extra energie die je moet leveren om 1 meter hoger te komen. Als je weet hoe snel je gaat en wat het hellingspercentage is, dan kun je gaan rekenen.

[NERD MODUS AAN]
extra_stijgvermogen = hellings% * massa * 10 * snelheid/360
dus die 2kg extra bij 10% en 10 km/u:
extra_stijgvermogen = 10 * 2 * 10 * 10/360 = 5.6 Watt extra
Jouw FM moet op deze helling 14,4 km/u fietsen voor die extra 8 Watt aan stijgvermogen
[/NERD MODUS UIT]

[mrcoffee]

Als ik op deze spreadsheet alle parameters gelijk hou en het vermogen bereken bij een snelheid van 35 km/u dan moet ik bij een gewicht van 60 kg blijkbaar 248 watt trappen en bij 90 kg 334 watt! Dat is nogal een verschil, ik betwijfel dan ook of dat klopt. Dat het benodigd vermogen meer is door een groter frontaal oppervlak is duidelijk ( de luchtweerstand stijgt rechtevenredig met het frontaal oppervalk, het benodigd vermogen stijgt dus nagenoeg evenredig met het frontaal oppervlak) maar dat je bij 50% meer gewicht 34% meer frontaal oppervlak krijgt lijkt me niet realistisch.
Dus als je gewicht 20% hoger is dan stijgt je frontaal oppervlak met een factor * 20%. Als we er dan van uit gaan dat 90% van het benodigd vermogen moet worden behaald uit de lucht weerstand dan stijgt het benodigd vermogen met 20% * 0.9 * "factor". Volgens de auteur op de website de kale berg is de factor 0.7 ik denk dat hij geen rekening heeft gehouden met de gebogen zithouding van een renner waardoor de factor (veel?) lager uitkomt.

Let op dit is allemaal bij constante snelheid want als je accelereren meeneemt (is eigenlijk natuurkundig het zelfde als klimmen) dan wordt de invloed van het gewicht beduidend groter.
Daarnaast wordt het aandeel luchtweerstand in je totaal benodigd vermogen groter naarmate je snelheid hoger is, dus is ook het nadelig effect van een hoger lichaamsgewicht sterker bij hogere snelheden.

Ik vraag het mijzelf ook af en ben op zoek gegaan naar wat achtergrond gegevens. Ben in het dagelijks leven vliegtuigbouwkundig ingenieur en ik dacht eraan om zelf een modelletje in elkaar te knutselen. Gelukkig (voor mijn baas ) heeft iemand dat al op prima wijze voor mij/ons gedaan:
http://www.cyclingpowermodels.com/Cycli ... amics.aspx

Op deze website wordt uitvoerig ingegaan op het schatten van het effect de geinduceerde luchtweerstand met betrekking tot positie, grootte van de rijder en het gewicht. Ik heb de gevonden waarden even naast elkaar gezet en er een vermogensbereking op los gegelaten bij 35 km/u in de beugel.
De vermogensberekening gaat uit van luchtweerstand, hellingsweerstand (in deze berekening nu even nul), mechanishe weerstand (3%) en de rolweerstand. Gewichten zijn voor fiets + berijder resp 70 en 100 Kg. Lichaamslengte is 1.75 m voor beide rijders

60 Kg: CdxA=0.4 -> P=251 W
90 Kg: CdxA=0.445 -> P=285 W

Dus op de vlakke weg hoeft de persoon van 60 Kg ca 34 W minder televeren. Echter gaan we uit van een fitheid/getraindheid dan rekenen we het daadwerkelijke vermogen voor de 90 Kg rijder uit:

vermogens/gewicht ratio 60Kg rijder: 251/60= 4.18 W/kg
vermogen 90 Kg rijder: 4.18x90=376 W en de snelheid die daarbij hoort is ca 38.5 km/u

Dus de conclusie: de lichtere rijder hoeft minder vermogen te leveren op het vlakke, dat is waar. Echter bij gelijke fitheid/getraindheid legt de lichtere rijder het absoluut af tegen de 90 kg spierbonk op het vlakke en is de zwaardere rijder bij het klimmen naarmate de steilheid toeneemt steeds iets minder in het voordeel is.

_edit:
Waar ik nu ook gelijk weer even aan denk is dat beide renners ongeveer gelijk opgaan met het klimmen (beiden 4.18Kg/W!).
Maar de lichtere klimmer heeft wel het nadeel van de extra, en tov zijn eigengewicht relatief grotere, massa van de fiets/bidons/kleding die hij mee moet zeulen. Arme lichte mannetjes toch

[tom de groot]

53x11 leuke berekening.

Neem aan dat je bandenspanning ook nog wat uitmaakt?

[litespeed]

@mrcoffee: Hoe zijn die CdxA-waarden bepaald? Gevoelsmatig is 10% wat weinig. Anders is het een wonder dat Contador zo hard een TT kan rijden. Hij won nog in Annecy van Cancellara.

Edit: gevonden in de link

Je gebruikt de waardes van A voor CdxA. En het lijkt mij niet fair om iemand die 30kg zwaarder is, dezelfde lengte toe te wijzen.

[ericpeters]

@mrcoffee: Hoe zijn die CdxA-waarden bepaald? Gevoelsmatig is 10% wat weinig. Anders is het een wonder dat Contador zo hard een TT kan rijden. Hij won nog in Annecy van Cancellara.

Maar hier hebben we niet over "in de beugel" maar over "op de tijdritfiets" en daar wordt het nog wat kleiner. En daarnaast heeft Fabian (volgens een website) een specifiek FTP van 6.6w/kg en Contador ergens tussen de 5.9 en 7.1 (volgens verschillende websites). Daarbij heeft Gesink volgens weer een andere website 7.2w per kg..... vooral die laatste waarde doet mij denken dat het allemaal niet zo een op een te vergelijken is.

EDIT
Op de link die mrcoffee plaats zijn onderaan de pagina de waarden van onder andere de 2 bovengenoemde renners te berekenen, Fabian moet ongeveer 14% meer watt trappen (absoluut vermogen, niet specifiek) op de tijdritfiets om even hard te gaan als Contador op een vlakke tijdrit.

[litespeed]

14% meer? Dat zal wel lukken met 20kg meer.

[ruud_k]

Leuk al die theorie, wat niet kan worden meegenomen is de mentale factor

En zo zie je dat ieder mens verschillend presteert. Voorbeelden zijn toch wel voor mij de tergend magere Rasmussen vs een Ulrich, Armstrong en Indurain. De laatste 3 niet de meest lichte renners, kwamen wel vaak als eerste boven en reden nog tijdritten ook.

Maar het theoretisch benaderen blijft leuk.

[dogestyle]

Leuk al die theorie, wat niet kan worden meegenomen is de mentale factor

En zo zie je dat ieder mens verschillend presteert. Voorbeelden zijn toch wel voor mij de tergend magere Rasmussen vs een Ulrich, Armstrong en Indurain. De laatste 3 niet de meest lichte renners, kwamen wel vaak als eerste boven en reden nog tijdritten ook.

Maar het theoretisch benaderen blijft leuk.

Klimmen (een klimtijdrit?) bij profs is toch minder een mentale kwestie denk ik en meer een kwestie van vermogen / kg op het omslagpunt.. Diep gaan kunnen die jongens allemaal dus als ze voluit rijden is vrij nauwkeurig te voorspellen wie er wint en in welke tijd. Jouw voorbeeld toont dit ook aan: waarschijnlijk hebben al de genoemde renners ongeveer hetzelfde vermogen/kg (relatief vermogen) en klimmen dus even snel. In een vlakke tijdrit is het absolute vermogen van de grotere jongens een stuk groter, en wonnen zij dus ook de tijdritten...

greetz

[litespeed]

Ik ben er nog niet zo van overtuigd dat grote jongens per definitie TT's veel makkelijker winnen. Contador en Evans rijden in een Tour - ondanks wekenlange, zware inspanningen voor het algemeen klassement - gewoon top 10 in de laatste lange tijdrit tussen heel veel renners die zich vaak gespaard hebben om die TT te kunnen winnen. Contadar won zelfs in Annecy. Stel dat zij zich volledig toeleggen op het rijden van TT's dan hebben Martin en Cancellara op de OS toch echt flinke concurrentie IMHO.

En uiteraard is het mentale aspect wel belangrijk. Wat denk je dan? In je uppie op de pedalen duwen met het zuur uit je oren en tegen hyperventileren aan. Dat gaat niet vanzelf. Maar daar gaat het nu niet om met die formules.

[dogestyle]

Ik ben er nog niet zo van overtuigd dat grote jongens per definitie TT's veel makkelijker winnen. Contador en Evans rijden in een Tour - ondanks wekenlange, zware inspanningen voor het algemeen klassement - gewoon top 10 in de laatste lange tijdrit tussen heel veel renners die zich vaak gespaard hebben om die TT te kunnen winnen. Contadar won zelfs in Annecy. Stel dat zij zich volledig toeleggen op het rijden van TT's dan hebben Martin en Cancellara op de OS toch echt flinke concurrentie IMHO.

Dat denk ik ook. Sommige renners zijn gewoon hors categorie en hebben dus de keuze waar ze zich op toe gaan leggen: grote rondes winnen is dan toch het meest aansprekend denk ik. Tenminste ik zou liever 1 tourwinst willen dan 2 gouden medailles op de spelen...