[natuurkunde] Fietsen en fysica

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 2

[natuurkunde] Fietsen en fysica

Beste mensen,

Ik heb laatst op een geweldige belgische site genaamd fietsica hetvolgende gelezen:

FAQ; Bij windstil weer rij ik 36 km/h. Bij een bepaalde tegenwind vertraag ik tot 25 km/h. Zal ik dan met de zelfde meewind sneller of trager rijden dan 47 km/h, m.a.w. zal ik bij meewind meer of minder winnen dan ik verlies bij tegenwind?

Antwoord; De meeste mensen denken dat we bij tegenwind meer vertragen dan we versnellen bij meewind. Dit is helemaal niet zo, integendeel winnen we meer snelheid bij meewind. Het is wel zo dat we bij een rondrit in winderig weer een lagere gemiddelde snelheid zullen halen. Er is dus hier een schijnbare tegenspraak!.

We moeten vooral in het oog houden dat de kracht op zich niet veel betekent maar dat het vermogen (Wattage) bepaalt hoe snel we rijden. Rekenen we een en ander uit aan de hand van de formule van de luchtweerstand, waarin we b.v. de numerieke factor gelijk stellen aan 0.209 en het geleverde vermogen P gelijk aan 209 Watt. Bij windstil weer rijden we dan 36 km/h.

Voor een tegenwind van 18 km/h en met het zelfde vermogen vertragen we dan tot 25.11 km/h. We verliezen dus 10.89 km/h.

Voor een meewind van 18 km/u en zelfde vermogen versnellen we tot 48.89 km/h. We winnen dus 12.89 km/h

En toch zullen we voor een rondrit een lagere gemiddelde snelheid halen bij winderig weer!

Rijden we een rondrit, 5 km heen met tegenwind, en 5 km terug met meewind:

Voor de heenrit hebben we 5/25.11 = 0.1991 uur nodig

Voor de terugrit hebben we 5/48.89 = 0.1023 uur nodig, samen 0.3014 uur voor de totale afstand van 10 km,

dus we halen een gemiddelde snelheid van 10/0.3014 = 33.18 km/h, hetgeen dus veel minder is dan de 36 km/h die we haalden bij windstil weder.

Het is mij echter onduidelijk hoe ze de berekeningen precies uitvoeren en vroeg mij af of een van jullie dat misschien weet.

Alvast bedankt Gina

Berichten: 316

Re: [natuurkunde] Fietsen en fysica

De fietser gaat met een constante snelheid, dus het totale vermogen moet 0 zijn:
\(P_{\textrm{totaal}} = P_{\textrm{fiets}} + P_{\textrm{lucht}}\)
Volgens mij draait het hier allemaal om deze vergelijking.

Er geldt P=Fv en daarmee kun je de boel dan uitrekenen. Laat maar eens zien hoever je hiermee komt. ;)

Gebruikersavatar
Berichten: 7.390

Re: [natuurkunde] Fietsen en fysica

Dit onderwerp past beter in het huiswerkforum en is daarom verplaatst.
"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.

Berichten: 2

Re: [natuurkunde] Fietsen en fysica

Ik heb nu zelf volgens de vermogensformule iets opgesteld, maar zoals je kunt zien klopt dit niet met de antwoorden van de site. Misschien zien jullie de fout ben ik nog iets vergeten in de formule

Ptegen= (Fwl v)+(Fw vw)

Met vermogen P in Watt, Fwl luchtweerstand in N en v de snelheid in m/s. Deze formule is verder te herschrijven tot:

Ptegen= (0,5 p A Cw(v-vw)2 v)+( 0,5 p A Cw vw3)

Ptegen= 0,5 p A Cwv3-0,5 p A Cw vw2 v+ 0,5 p A Cw vw3

Wanneer we de een deel van de formule gelijk stellen aan een bepaald getal (0,5 p A Cw= 0,209) en het vermogen aan 209 Watt. Dan rijden we bij windstil weer met een snelheid van 10 m/s en dus 36 km/h volgens de volgende formule:

209= 0,209v3

v=3√1000

v= 10 m/s

Met een tegenwind van 5 m/s en hetzelfde vermogen fietsen we nog maar met een snelheid van 6,98 m/s en dus 25 km/h. Dit geeft een verlies van 11 km/h. Dit volgens de volgende formule:

209= 0,209v3-0,209(-5)2 v+ 0,209 (-5)3

1000= v3-(-5)2 v+ (-5)3

v =11,2 m/s

Met een wind mee van 5 m/s en hetzelfde vermogen fietsen we echter met een snelheid van 13,6 m/s en dus 49 km/h. Wat een winst geeft van 13 km/h.

209= 0,209v3-0,209(5)2 v+ 0,209 (5)3

1000= v3-(5)2 v+ (5)3

v =10,4 m/s

Reageer