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Watt e Ciclismo
di Stefano Orazzini
Prima di passare alle formule di calcolo ricapitoliamo i dati a nostra disposizione con degli esempi pratici:
Per ottenere la potenza media abbiamo bisogno di conoscere la somma delle singole potenze che occorrono per vincere la resistenza del peso (massa) , degli attriti e dell'aria.
Ecco quindi la formula della potenza media:
Wm=Wp+Wa+Wcx
dove Wm è la potenza media che otteniamo dalla somma delle potenze relative alle resistenze contro il peso (Wp) , l'attrito (Wa) e l'aria (Wcx)
La formula corretta dovrebbe essere data dalla somma delle singole forze per la velocità Wm=(forza contro la resistenza del peso+forza contro le resistenza degli attriti+ forza contro la resistenza aerodinamica)*velocità , ma per maggiore comodità e facilità di confronti utilizzeremo quella illustrata qui di seguito che mette in relazione ogni singola forza con la velocità del veicolo. Quindi in ogni calcolo delle potenze singole verrà introdotto per la proprietà distributiva il termine v.
Vediamo ora come calcolare le singole potenze:
PESO (Wp)
Per calcolare i Watt necessari a vincere la resistenza del peso (Wp) utilizzeremo la seguente formula: Wp = p*i*v*9,81
La resistenza al peso sta infatti in relazione con il peso stesso, la pendenza, la velocità e l'accelerazione di gravità.
ATTRITI (Wa)
Per ottenere invece i Watt necessari a vincere la resistenza degli attriti (Wa) faremo riferimento a questa formula: Wa = p*a*v*9,81
La resistenza all'attrito sta infatti in relazione con l'attrito stesso, il peso, la velocità e l'accelerazione gravitazionale.
AERODINAMICA (Wcx)
Infine calcoleremo i Watt necessari a vincere la resistenza all'aria (Wcx) attraverso questa formula: Wcx=0,5*h*m*cd*v*v*v
La resistenza all'aria sta infatti in relazione con la densità atmosferica, l'area frontale, il coefficiente aerodinamico e il cubo della velocità.
Vediamo un esempio con i dati a nostra disposizione:
Salita di 10,0 km, 500 m di dislivello in 32m 40s su fondo stradale in asfalto discreto (0,004), ciclista + bici e abbigliamento 80 kg, cd 0,8, area frontale 0,4, a livello del mare.
Otterremo così queste espressioni:
Wp = 80*0,05*5,11*9,81 = 200,52 Watt
Wa = 80*0,004*5,11*9,81 = 16,05 Watt
Wcx = 0,5*1,23*0,4*0,8*5,11*5,11*5,11 = 26,25 Watt
Sommando le singole potenze otterremo la potenza media che il ciclista ha sprigionato nei 10 km dell'esempio.
Wm = 200,52 + 16,05 + 41,04 = 242,82 Watt
Chiudiamo precisando che, per favorire la facilità di calcolo e di comprensione, abbiamo utilizzato una formula semplificata, tralasciando alcuni parametri secondari.
In una stima effettuata con estrema precisione avremmo dovuto aggiungere anche altre variabili come il coefficiente di frizione (ruote, catena, mozzi …), la temperatura dell’aria, un eventuale vento favorevole o contrario oppure avremmo potuto calcolare con maggiore precisione l’attrito di rotolamento degli pneumatici applicando un fattore di correzione in funzione della pendenza oppure calcolare la stessa pendenza stradale effettiva con calcoli trigonometrici.
Riteniamo però che tutte queste ulteriori complicazioni, per quanto scientificamente giuste, abbiano una rilevanza marginale nel calcolo complessivo della potenza, dal momento che possono incidere al massimo per un 1/2% sul totale.
Altri parametri, come il vento favorevole o contrario, abbiamo semplicemente evitato di inserirli essendo variabili di difficile rilevazione.
Clicca qui per il calcolo on line della Potenza in Watt.
