Springen naar inhoud

Vraag van een leek: te leveren weerstand berekenen (watt) om een berg (alpe d'huez) te beklimmen


  • Log in om te kunnen reageren

#1

ratel

    ratel


  • 0 - 25 berichten
  • 25 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 31 juli 2007 - 21:03

Knappe koppen,

Een kennis van me heeft een tijdje geleden de Alpe d'Huez met succes beklommen en wil nu berekenen wat zijn (gemiddelde) geleverde vermogen moet zijn geweest (over de gehele beklimming) om boven te komen.

Het trapvermogen (van een wielrenner) wordt geloof ik uitgedrukt in watt. Ik geloof dat hiervoor een formule moet zijn om dit gemiddelde geleverde vermogen te berekenen?? Indie dit niet het geval is zou men hier bereid zijn om mij op weg te helpen? Ik ben alleen totaal niet thuis in de natuurkundige en kon niks met google vinden.

Mijn vraag is dus wat de formule is om te berekenen wat het gemiddelde vermogen (watt) moet zijn (geweest) om de Alpe D'huez te (hebben) beklimmen (beklommen). Indien hiervoor geen formule is hoe kan het het aantal watt dan berekenen?

Bij het berekenen van het vermogen moeten een aantal aannames worden gedaan. De volgende maken daarvan deel uit:

- Hij neemt daarbij iig het gemiddelde van alle stijgingsvlakken (hellingen) van Alpe D'huez. Anders lijkt het me vrij omslachtig om het geheel te berekenen.
- Het aantal kilo's (wat boven moet komen) bestaat uit renner + fiets.

Wellicht dat er nog meer aannames moeten worden gedaan. Maar dat terzijnder tijd.

Vele malen dank alvast.

Ratel

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44872 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 juli 2007 - 21:13

Ik heb het ooit al eens uitgerekend. Om dat te doen ŗ la Armstrong (dwz in dat tempo) betekende dat een gemiddeld vermogen van ca 500 W als ik het me goed herinner. Eens zien of ik die berekeningen terug kan vinden......
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

ratel

    ratel


  • 0 - 25 berichten
  • 25 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 31 juli 2007 - 21:16

Ik heb het ooit al eens uitgerekend. Om dat te doen ŗ la Armstrong (dwz in dat tempo) betekende dat een gemiddeld vermogen van ca 500 W als ik het me goed herinner. Eens zien of ik die berekeningen terug kan vinden......


Dat zou mooi zijn (y)

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44872 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 juli 2007 - 22:11

450 W was het. Hiervoor heb ik wel een paar aannames moeten doen, want ik had niet voor de afzonderlijke trajecten (van bocht tot volgende bocht) de werkelijke snelheden. Ik had voor al die trajecten wel een afstand en een per traject gemiddeld stijgingspercentage, en daarvan heb ik een factor gebrouwen om aan een trajectsnelheid te komen op basis van de totale klimtijd van 37 minuten 36 seconden over de 13,9 km, zodat ik per traject de energie voor de luchtweerstand kon bepalen. Deze factor resulteerde overigens in snelheden variŽrend per traject van 4,5 tot bijna 8 m/s.

Uiteindelijk leverde dat een energieverbruik van 974 kJ voor iemand van 77 kg (inclusief fiets), van hoogte 730 m (smalle weg naar Bassey) naar 1820 m (finish). Op de eerder genoemde (record)tijd dus bijna 450 W.

Zielig hŤ. Dan ben je topsporter, en je hebt het vermogen van een gemiddelde keukenkoelkast..... :D .. De eerste de beste stofzuigermotor kan drie wielrenners in toptijd naar boven sleuren.....
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6610 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 31 juli 2007 - 23:17

Je kunt het ook iets simplistischer benaderen door alleen met het hoogteverschil te rekenen.
Uitgaande van de aannames van Jan:
Een persoon met fiets van 77kg, dat levert een kracht van 756N.
Hoogteverschil 1090 meter.
Benodigde energie om dit gewicht over deze hoogte te verplaatsen: 756 x 1090 = 825.000 Nm = 825.000 Ws
Daar doe je 37 min, 36 sec. over, dat is 2256 sec.
825.000 / 2256 = 365 watt.
Dat heb je dus nodig om alleen maar het hoogteverschil te overwinnen. Tel daar nog de rolweerstand en de luchtweerstand bij en de uitkomst van Jan wordt heel geloofwaardig.

#6

ratel

    ratel


  • 0 - 25 berichten
  • 25 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 31 juli 2007 - 23:38

Top hier kan ik wat mee.

Bedankt heren.

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44872 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 augustus 2007 - 08:39

Je kennis heeft ongetwijfeld heel wat minder vermogen geleverd. Hij heeft dat vast niet gedaan in de tijd van Pantani en Armstrong (37'35" resp 37'36"). Stel dat hij er twee keer zo lang over deed, dan halveert zijn vermogen al. Dit effect wordt nog versterkt door zijn geringere snelheid, waardoor de energie nodig voor het overwinnen van de luchtweerstand ook nog eens fors afneemt.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#8

eendavid

    eendavid


  • >1k berichten
  • 3751 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 augustus 2007 - 12:59

Hoe heb je de lucht- en rolweerstand eigenlijk afgeschat jan? Is 1 van beide verwaarloosbaar?

#9

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44872 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 augustus 2007 - 17:09

Geen van beide verwaarloosbaar. Voor de rolweerstandscoŽfficiŽnt heb ik na lang googlen 0,0045 genomen, dat lijkt peanuts maar vraagt altijd nog zo'n 45 kJ om boven te komen, ofwel zo'n 4,5 % van de totale energie.

De luchtweerstand met ĹCwρA=0,24 (bij dichtheid op zeeniveau, en daarna aangepast voor de dichtheid afh. van de hoogte, en ik kan eerlijk gezegd niet zogauw terugvinden waar ik de data vandaan heb om aan die 0,24 te komen. Ook van alles bij elkaar gegoogled en niet al die bronnen bewaard). ρ zit nog in mijn rekenblad en varieert van 1,12 kg/m≥ bij het begin van de klim tot 1,01 bovenop de berg. Dat zou natuurlijk ook nog kunnen variŽren per dag afhankelijk van de luchtdruk op dat moment, maar ik ben uitgegaan van een gemiddelde dag.

Met dat al varieert de luchtweerstand van iets meer dan 4 N op de steilste stukjes (gem. helling 11%, laagste snelheid) tot bijna 13 N op het vlakste stuk (gem.helling 6,4%), en zelfs bijna 20 N vlak voor de finish (daar ga je zelfs nog eventjes een tikje bergaf). De energie voor de luchtweerstand (ik ben wťl even uitgegaan van een windstille beklimming) komt hiermee op 106 kJ, ofwel ruim 11% van het totaal.

Samenvattend: afgerond 85% voor het hoogteverschil, 5% voor de rolweerstand en 10% voor de luchtweerstand. :D

Veranderd door Jan van de Velde, 01 augustus 2007 - 17:10

ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#10

eendavid

    eendavid


  • >1k berichten
  • 3751 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 augustus 2007 - 17:14

ik ben wťl even uitgegaan van een windstille beklimming

:D Ik had gedacht dat je nog naar een gemiddelde wind op deze positie had gegoogled, berekend hoeveel sterker hij op de top is, ťn de baan opgesplitst per recht stuk.

#11

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44872 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 augustus 2007 - 17:20

:D Ik had gedacht dat je nog naar een gemiddelde wind op deze positie had gegoogled, berekend hoeveel sterker hij op de top is, ťn de baan opgesplitst per recht stuk.

Die gemiddelde wind heb ik dus buiten beschouwing gelaten, maar ik (alla, excel) heb wťl heel het traject uitgerekend in aparte stukjes van bocht tot bocht. Je kunt namelijk heel het traject vinden op internet opgesplitst in stukjes van genummerde bocht tot genummerde bocht met de af te leggen afstand en de hoogte op elke bocht...... Dat geeft 26 trajecten variŽrend in lengte van 200 tot 950 m. :D
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#12

Klintersaas

    Klintersaas


  • >5k berichten
  • 8614 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 augustus 2007 - 18:35

:D Ik had gedacht dat je nog naar een gemiddelde wind op deze positie had gegoogled, berekend hoeveel sterker hij op de top is, ťn de baan opgesplitst per recht stuk.

Als je dat per se wilt. Een kleine bereking leert ons dat rond deze tijd van het jaar de gemiddelde windsnelheid de volgende is:
  • op de Alpe d'Huez in het algemeen: 10,7 km/h
  • op de top van de Alpe d'Huez: 23,2 km/h
Is zo alles naar wens?

Geloof niet alles wat je leest.

Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!


#13

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44872 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 augustus 2007 - 19:00

Is zo alles naar wens?

Nee, nou wordt het alleen maar erger :D : rugwind of tegenwind, en zo ja, op welk deeltraject welke kant op.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#14

Klintersaas

    Klintersaas


  • >5k berichten
  • 8614 berichten
  • VIP

Geplaatst op 02 augustus 2007 - 20:12

Ik had beter mijn mond gehouden, maar jammer genoeg is er geen weg terug.

Als ik me niet vergis waaien in dit gebied vooral de mistral en de fŲhn. De mistral haalt echter veel hogere windsnelheden dan de door mij berekende waarden, dus ůfwel kunnen we de mistral uitsluiten ůfwel zijn mijn berekeningen foutief. Dit laat ik echter even buiten beschouwing.

Zowel de mistral als de fŲhn zijn valwinden, dus dit betekent m.i. tegenwind.

Ik weet niet langs welke zijde de Alpe d'Huez wordt beklommen, maar een andere berekening zegt me dat de gemiddelde windrichting in deze tijd van het jaar 182į bedraagt*.

* Bron: http://snowfix.com/A...gRange/uk/base/

PS: Mijn berekenig betreffende de gemiddelde windsnelheid is bijgeschaafd: 12,36 km/h.
PPS: Ik hoop dat je nu je zin hebt. Of wil je soms ook nog de gemiddelde groefdiepte van het asfalt weten?

Veranderd door Klintersaas, 02 augustus 2007 - 20:13

Geloof niet alles wat je leest.

Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!


#15

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44872 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 02 augustus 2007 - 23:03

Ik had beter mijn mond gehouden, maar jammer genoeg is er geen weg terug.

..//..

PS: Mijn berekenig betreffende de gemiddelde windsnelheid is bijgeschaafd: 12,36 km/h.
PPS: Ik hoop dat je nu je zin hebt. Of wil je soms ook nog de gemiddelde groefdiepte van het asfalt weten?

Ik had nergens om gevraagd overigens. Ik heb al werk genoeg gehad aan een redelijk gedetailleerde benadering van de windstille beklimming. :D Ik stel voor deze hele winddiscussie stilletjes te vergeten? :D :D :D
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures