Como calcular o fator do vento em um passeio de bicicleta

Como calcular o fator do vento em um passeio de bicicleta


A gravidade, resistência ao rolamento, a resistência mecânica dos componentes da bicicleta, e resistência ao vento determinar o quanto de velocidade uma determinada quantidade de energia ciclista produz. Das forças que agem contra o cavaleiro, a resistência do vento é o único fator que aumenta exponencialmente com a velocidade. A magnitude do factor depende da velocidade do vento, densidade do ar, o coeficiente de resistência do vento, e a área frontal eficaz do piloto e moto. Como essas variáveis ​​são difíceis de medir, você não pode calcular com precisão a força estimada do vento; No entanto, você pode chegar a uma aproximação.

Instruções

1

Anote a velocidade da moto e piloto em metros por segundo (1 milha por hora é igual a 0,44704 metros por segundo).

2

Encontre a velocidade do vento e direção informação da seção meteorológica de um jornal local, um canal de meteorologia local ou weather.com. Use essas informações para estimar a velocidade do vento na direção do percurso em metros por segundo. Desde velocidades e direção do vento pode variar, você terá que usar o seu próprio julgamento, juntamente com boletins meteorológicos publicados.

3

Adicionar velocidade piloto a velocidade do vento, no caso de um vento contrário ou subtrair a velocidade do vento de velocidade piloto no caso de um vento de cauda. Este total é eficaz a velocidade do vento. Anote este número, que chamaremos de "V" para a velocidade.

4

Anote a densidade do ar ("D") para a altitude em que você está de bicicleta. Ao nível do mar, a densidade do ar é de cerca de 1,226 kg / m ^ 3; densidade do ar em 3.000 metros é de cerca de 0,905 kg / m ^ 3. Como as mudanças de densidade do ar de uma forma mais ou menos linear, com altitude, você pode usar a fórmula D = 1.226 - Altitude x [(1,226-0,905) / 3000].

5

Meça o peso corporal rider ("W") em libras. Anote este número.

6

Anote a área frontal efetiva ("A") de moto e piloto em metros quadrados. Os valores típicos varia de 0,4 a 0,7; pilotos maiores e posições menos aerodinâmicos resultar em valores mais altos. Cálculo preciso não é possível, mas você pode obter uma estimativa, assumindo que um piloto pesando 110 £. terá uma área frontal de 0,4 e que a sua área frontal aumenta em 0,0033 metros quadrados, com cada quilo de peso corporal. Portanto, sua área frontal, A, será igual a, aproximadamente, 0,0033 x W, onde W é o peso do corpo.

7

Anote o coeficiente de arrasto ("C") para um piloto e moto. O coeficiente de arrasto depende da forma do objecto em questão. 0,9 é uma estimativa comum deste coeficiente de uma moto e piloto.

8

Calcule a força de resistência do vento agindo sobre moto e piloto em newtons (1 newton equivale a 1 kg por metro por segundo ao quadrado). Esta força é igual a 1/2 x A x C x D x V ^ 2, em que A é a área frontal da bicicleta e piloto, C é o coeficiente de resistência aerodinâmica, V é a velocidade do vento eficaz, e V ^ 2 é a velocidade ao quadrado.

9

(Opcional). Calcula-se o efeito do vento em watts --- multiplicar a força de resistência ao vento em newtons por a velocidade do vento eficaz em metros por segundo. Este passo é útil se você gostaria de saber o quanto de sua potência em watts está sendo usado para neutralizar a força do vento.

Dicas:

  • Aerodinâmica são complicadas e de difícil controle, mesmo para os engenheiros e cientistas mais bem versados. Os túneis de vento não seria necessário se calcular fatores de vento em papel era uma ciência exacta. Os passos para o cálculo fator vento são para um cavaleiro solitário, mas não começa a lidar com uma série de outros fatores importantes, como a elaboração, o fluxo de ar turbulento e ângulos de vento.