Traçar um plano é melhor
Quem pedala sabe.
Não há descida que compense totalmente uma subida, pelo menos energéticamente.
Ou seja, um trecho com subidas e descidas é sempre mais cansativo que um trecho plano.
Mas a energia potencial gravitacional é conservativa, ou seja, toda energia que gastamos para subir é devolvida para descer, sendo que o somatório de energia potencial gravitacional é zero, da mesmo forma que acontece quando pedalamos no plano. Podemos de fato desconsiderar, pois seu valor deste somatório é realmente zero desde que se chegue na mesma altitude que partiu.
Desconsiderando a perda por atrito mecânico ( rolamentos, correntes, pneus) que são baixos, na ordem de poucos centésimos da energia total, a única parcela de potência que sobra é devida a resistência aerodinâmica.
Ou seja, a energia que você produz é transformada em calor por causa da viscosidade do ar(turbulências, descolamentos do fluxo de ar, entre outros fenômenos que simplificamos como consequências da viscosidade). Calor este que é muito baixo para ciclistas a ponto de ser despercebido, mas atingim até centenas de graus em aviões e milhares de graus em ônibus espaciais na reentrada da atmosfera.
Como pode-se notar, este valor de potência tem relação com a velocidade.
Uma das formas simplificadas de se tratar a resistência aerodinâmica é tratar por:
F=k*v²
Onde F é força ( en Newtons por exemplo) , k é uma constante relacionada com geometria do objeto, meio flúido ( no nosso caso ar) e mais algumas considerações e v é a velocidade ( em km/h) por exemplo.
Para um mesmo ciclista, k é praticamente sempre o mesmo.
Na situação descrita acima , onde o ciclista percorre AB temos como energia entregue pelo conjunto bicicleta+ciclista para o ar:
E=F x D
F=k x V²
E=k x V² x D
E=k x 20² x 20 = k x8000
Na situação onde o mesmo ciclista percorre AC temos duas parcelas (subida+descida):
E= F1 x D1 + F2 x D2
F1= k x V1² F2=k x V2²
E=k x V1² x D1 + k x V2² x D2
E=K x ( V1² x D1 + V2² x D2)
E=k x ( 15² x 10 + 30² x 10)
E=k x 11250
Essa energia pode ser em Joules, kWh ou mais popularmente conhecida, calorias.
Podemos ver matemáticamente e numéricamente um fato que conhecemos desde nossa primeira pedalada. Um trajeto com subidas e descidas consome muito mais energia ( nossa!) que um trajeto plano, mesmo quando se tem a mesma velocidade média total.
This entry was posted on quinta-feira, junho 18th, 2009 at 23:39 and is filed under Componentes Mecânicos, Equipamentos. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. Responses are currently closed, but you can trackback from your own site.
junho 19th, 2009 at 1:04
Rafael says:Parabéns pelo post! Eu sempre ficava me perguntando isso, mas nunca tinha parado para pensar seriamente no assunto.
Vou começar a fazer mais planos para meus pedais 😀
junho 19th, 2009 at 8:48
lulis says:no segundo parágrafo eu imagino que “você quis dizer: subida” em algum lugar =)
junho 19th, 2009 at 9:25
Rodrigo Stulzer says:E o tesão de um bom downhill é diretamente proporcional ao esforço da subida anterior 🙂
junho 19th, 2009 at 10:08
Rogério Leite says:Suas conclusões são consistentes com a prática, mas nas descidas apesar da velocidade ser maior (e geralmente, muito maior que 20km/h), quase não gastamos a nossa energia muscular, gasta na subida! O pedal fica sem tensão alguma mesmo com relações elevadas! A verdade é que a física teria de ser aplicada de outra forma, dado que nosso desgaste pedalando acontece, subindo ou descendo – se vc pedalar na descida, claro! Acho que as equações precisariam ser expandidas para incorporar o uso dos músculos, mas não enxergo como!?!
junho 22nd, 2009 at 10:00
thiago says:Estas velocidades foram com base em treinos com bicicletas de estrada, onde costumava pedalar mesmo nas descidas com o mesmo nível de esforço ( conferido via frequencímetro).
Mas mesmo sem este fato, deve-se lembrar que o esforço feito na subida não é perdido, ele é armazenado como se fosse em uma bateria, pois será transformado em velocidade novamente na descida. O mesmo não acontece com a resistência aerodinâmica, que a energia é sempre dissipada. Se fosse possível pedalar no vácuo, a média seria sempre a mesma independente do relevo.
junho 23rd, 2009 at 23:08
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dezembro 17th, 2009 at 12:50
Marcus Lins says:Como já foi dito, em se tratando de mecânica, suas contas estão certas. Mas, o problema está no esforço BIOMECÂNICO. Ainda que não se pedale na descida, e se posicione de forma mais aerodinâmica, para reduzir o atrito, o ponto está em como suas pernas se recuperam do período de subida.
Este é o ponto. Você leva séculos subindo, fazendo esforço aeróbico e desgastando o músculo, e a descida, em geral, é bem mais rápida (e seu músculo não tem a Energia Potencial Gravitacional reposta a ele, quimicamente). Por isso o desgaste.
Precisamos de um fisiologista, fisioterapeuta, educador físico ou similar para elucidar essas questões!