Qual è il modo più efficiente per andare su o giù per le colline e dentro o lontano dal vento?


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Sto cercando di capire quanto dovrei spingere me stesso mentre guido su o giù per una collina. Allo stesso modo, quanto dovrei spingermi quando guido, o lontano, o perpendicolare al vento?

Il mio obiettivo è arrivare in un luogo nel minor tempo possibile. Suppongo che se avessi emesso più energia salendo una collina, avrei dovuto compensare emettendo meno energia scendendo dall'altra parte (fammi sapere se non sei d'accordo). Quindi, qual è il modo più efficiente per raggiungere questo obiettivo? È meglio lavorare di più (e risparmiare tempo) in salita o lavorare di più (e risparmiare tempo) in discesa. Allo stesso modo, in che modo il vento influenza questo, sia in piano che contemporaneamente? Ai fini di questa domanda, supponiamo che io stia guidando da solo e quindi ignoro lo slipstreaming

Punti extra per la giustificazione della tua risposta con link e / o fisica. (NB non ci sono punti extra.)


Perché i voti negativi? Almeno lasciare un commento? Oltre all'interesse per me stesso, avrei pensato che sarebbe stato qualcosa di interessante e studiato a livello professionale (ad esempio per le prove a cronometro).
Sparhawk,

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Penso che le persone tendano a sottovalutare le domande che percepiscono come "cattive" perché sono ovviamente (per loro) difficili o impossibili a cui rispondere. Questo è piuttosto stupido, però - la tua domanda è chiara e ben definita, e la spiegazione del perché è ancora praticamente impossibile rispondere è essa stessa la risposta. (+1)
Cascabel,

Grazie per i commenti e vota @Jefromi. Sono rimasto un po 'sorpreso, poiché è qualcosa su cui mi sono soffermato per settimane durante le mie uscite più lunghe. :)
Sparhawk,

Sei anni dopo aver fatto questa domanda, ho finalmente trovato alcune prove scientifiche collegate a questo articolo : "Il consenso dei ricercatori è che dovresti aumentare il tuo potere quando il gradiente aumenta."
Sparhawk,

Risposte:


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Praticamente qualunque cosa funzioni.

Se stai cercando di risparmiare energia, è sciocco spingerti in discesa, poiché l'energia persa per miglio a causa della resistenza del vento aumenta con il quadrato della velocità - approfitta del "giro libero" su una collina ragionevolmente ripida.

Andare in salita dipende molto dalle tue condizioni fisiche e da quanto è ripida la collina. Devi prima razionare la tua disponibilità di energia a breve termine in modo da non rimanere senza vapore a metà. Oltre a ciò, tuttavia, esiste una complessa relazione tra cadenza ed efficienza muscolare e il "punto debole" in termini di forza vs cadenza è altamente individualizzato e dipende anche dalla lunghezza della collina.

Sul piano è un po 'più chiaro che mantenere una cadenza moderatamente alta è ottimale in termini di conservazione della resistenza, anche se "moderatamente alto" varia di nuovo con l'individuo.

Correre nel vento è generalmente meglio rallentare, sempre perché più alta è la velocità del vento relativa maggiore è l'energia che "sprechi" per miglio.

Correre con il vento puoi approfittarne, ovviamente. (Ma sappiamo tutti che un vento in coda è una finzione - non succede mai nella vita reale.)

Basta che funzioni.


Alcune buone idee qui. Inizialmente pensavo che la mia domanda potesse essere un semplice problema di matematica / fisica, con una "riserva" di energia che era costante. Quindi, potrei usare varie formule di "consumo di energia", come energia / distanza = k * velocità ^ 2 che menzioni. Con queste ipotesi potremmo calcolare (ad esempio) se valga la pena risparmiare il tempo risparmiato in un vento contrario. Tuttavia, sembra chiaro che è un po 'più complicato di così, dal momento che si deve tenere conto delle scorte energetiche a breve termine. Non avevo pensato che la cadenza fosse rilevante per la domanda, ma forse lo è, alla luce dell'energia a breve termine.
Sparhawk,

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Ogni volta che ho un vento in coda, lo interpreto sempre, anche adesso, come "wow, mi sento bene oggi!". È una lezione che non ho mai imparato.
PeteH,

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@Sparhawk Penso che "qualunque cosa funzioni" in questo contesto significhi davvero, che dipenderà da singoli fattori e che dovrai capire da te cosa funziona meglio per te. Dai un'occhiata al tour de france peloton. Esistono diversi tipi di ciclisti: scalatori, cronometristi, tuttofare, velocisti, ragazzi che possono fuggire dal gruppo per un giorno di gara ... avranno tutti fisiologia diversa e modi diversi di affrontare le proprie difficoltà e benefici. Credetemi, svilupperete nel tempo la sensazione di comportarsi meglio in quale situazione.
Benedikt Bauer,

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Ok, questo ha senso per me. Immagino sia più probabile che il modo ottimale di guidare sia determinato empiricamente, sulla base di singoli ciclisti, piuttosto che calcolato dalla teoria. Grazie per la risposta.
Sparhawk,

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Un'altra ragione in salita è complessa: nessuna delle vere colline su cui salirai sarà di livello costante. Avrai a disposizione punti più difficili e punti più facili che compromettono la tua velocità e le riserve di energia a breve termine, quindi diventa ancora più difficile da ottimizzare.
Cascabel,

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Come hai indovinato, è meglio lavorare di più in salita e riposare in discesa. E come altri hanno già detto, tutto ciò che funziona per te in salita in termini di bilanciamento di alta cadenza e schiacciamento è il migliore. Tuttavia, ci sono alcune linee guida che è possibile seguire per affrontare ogni situazione nel modo più efficiente possibile.

  1. In discesa: poiché la resistenza al vento è il fattore più importante nel ridurre la velocità in questa situazione, vuoi semplicemente essere il più aerodinamico possibile. Mettiti in una posizione aerodinamica. Fondamentalmente, vuoi che la parte superiore del corpo sia la più bassa e orizzontale possibile. Dai un'occhiata ai riders professionisti sulla discesa di una montagna per gli aiuti visivi. Usa questa opportunità per riposare e pedalare solo in brevi raffiche che escono dagli angoli per i quali hai dovuto frenare.

  2. Vento contrario: vuoi mantenere una posizione leggermente aerodinamica, quindi mantieni la posizione bassa. Tuttavia, un'aerotomia completa comprime i polmoni nell'addome e non puoi respirare completamente come se fossi seduto dritto . Ciò significa che dovrai trovare un equilibrio tra l'aerodinamica e riuscire a respirare in modo efficiente mantenendo una cadenza e una forza del pedale costanti. Ti consigliamo inoltre di tenere le braccia più distanti perché rimboccandole al centro comprime anche i polmoni all'interno del torace. Molto probabilmente, vorrai essere nelle tue gocce o ingobbito un po 'con le mani sui cappucci.

  3. In salita e / o vento in poppa: puoi praticamente trattarli allo stesso modo poiché la resistenza al vento è meno preoccupante della tua forma fisica aerobica. Siediti e tieni le mani larghe per mantenere i polmoni il più possibile aperti e pedalare con la forza e la cadenza più adatte a te. Gli studi confermano la nostra esperienza quotidiana che stare in piedi mentre pedali aumenterà la tua velocità ma non è sostenibile per molto tempo . Avrai solo bisogno di alzarti per mantenere la velocità su brevi tratti in cui la strada sale ripida (o più ripida se sei già su una collina), quando una breve folata di vento ti ha rallentato e poi lasciato andare, o qualsiasi altro altra situazione che minaccia brevemente di ridurre la velocità altrimenti sostenibile. Se stai esaurendo l'energia e solo a metà della collina, alzarti non ti aiuterà.

Certo, nel mondo reale non hai mai solo una collina o solo vento dalla parte anteriore o posteriore. Ci sono venti trasversali, venti a croce, venti a coda incrociata, colline con vento da qualsiasi direzione e tutto il resto. Aggiungi problemi di traffico, condizioni stradali, ecc. E quasi sicuramente dovrai trovare un equilibrio tra efficienza della pedalata e rapporti con il mondo che ti circonda.

Se vuoi leggere di più, c'è un ottimo articolo sul ciclismo su e giù per le colline: http://www.sportsci.org/jour/9804/dps.html .

E il sempre utile sheldonbrown.com ha un articolo di qualità eccellente sugli effetti della resistenza al vento qui: http://sheldonbrown.com/brandt/wind.html .


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Per molti versi il vento contrario è il peggiore.
Daniel R Hicks,

@DanielRHicks Se è così forte che rende difficile gestire la bici, sono d'accordo. Ma prenderò un leggero vento contrario su un leggero vento contrario in qualsiasi giorno della settimana.
jimchristie

Bella risposta. E un buon lavoro si sta espandendo oltre ciò che intendevo essere i limiti (molto artificiali) della domanda.
Sparhawk,

+1 per il collegamento all'articolo sportsci. Penso che il riassunto sia la risposta.
James Bradbury,

4

L'unica cosa che funzionerà per tutti in tutte le situazioni è indossare un cardiofrequenzimetro e guidare alla soglia aerobica. Altrimenti, sarà per lo più una preferenza personale, per significati sciolti di "minor tempo possibile".


Per riassumere, stai proponendo una frequenza cardiaca costante, e quindi una potenza costante? Questo mi sembra poco intuitivo (per motivi che trovo difficile da descrivere).
Sparhawk,

@Sparhawk: Fondamentalmente. Più veloce, ti stancherai, più lentamente, e non stai utilizzando l'intera produzione di energia biologica.
whatsisname

Questo in realtà potrebbe non essere ottimale - anche le gambe funzionano, non solo il cuore, e in alcune circostanze (colline sufficientemente ripide o forti venti contrari) diventeranno il fattore limitante. A quel punto devi capire dove allentarti per riuscire a farcela fino in fondo, e sei tornato al difficile problema di ottimizzazione.
Cascabel,

@Jefromi: ogni joule che brucia il tuo corpo, il cuore deve fornire ossigeno. Se usi le gambe troppo in pendenza, la frequenza cardiaca aumenterà perché le gambe richiederanno più ossigeno.
whatsisname

@whatsisname Uh, sì, ma non è questo il punto. Le tue gambe si preoccupano della forza , non solo del potere, quindi se stai lottando su una collina, a volte le tue gambe diventano il fattore limitante e non importa se la tua frequenza cardiaca aumenta. A meno che tu non sia un ciclista molto forte, puoi facilmente raggiungere il punto in cui rimanere alla soglia del battito cardiaco ti stancherà troppo le gambe e successivamente le tue gambe non saranno in grado di esercitare abbastanza per mantenerti alla soglia.
Cascabel,

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SE le mie colline sono nella categoria del 4% o superiore, mi ci vorrà sempre più tempo ad alzarmi che a tornare giù. Ad esempio, una collina che percorro frequentemente è circa il 4 - 5% e la percorro a circa 7-8 mph e mi ci vogliono circa 7 minuti per arrivare lassù. Se torno giù dalla stessa collina, mantengo facilmente 23-24 MPH e mi ci vogliono circa 3-4 minuti per scendere. Se lavoro più duramente per scendere, risparmierò forse un minuto al massimo. Ma se potessi salire a 10 mph, salirei per la collina circa 2-3 minuti più veloce. Purtroppo il fattore limitante per me è la mia capacità aerobica e fisica. Man mano che avrò una forma migliore e perderò più peso, salirò più velocemente. Due giorni fa, abbiamo avuto venti di 15 mph che soffiano a 34 mph. Quei venti stavano soffiando su per la collina, non riuscivo a credere quanto velocemente salissi sulla collina, con una media di circa 11-13 MPH fino in cima. Venendo giù, Ho dovuto lavorare per rimanere sopra i 15 mph. Quindi il vento mi ha dato un vantaggio approssimativo del 30% salendo e costato circa il 50% tornando indietro. Forse un giorno sarò in grado di cavalcare su quella collina come se avessi quel vento di coda, fino ad allora, sbufferò e sbufferò la mia strada verso la cima! Penso che le colline facciano l'uomo. (o donna).


Mi rendo conto che ci vorrà più tempo per andare in salita che in discesa, ma la mia domanda è se il vantaggio netto deriva dalla spinta più forte su o giù. ad esempio, quella velocità di 10 mph in salita (e un risparmio di 2-3 minuti) equivalente in termini energetici rispetto al risparmio in discesa di un minuto.
Sparhawk,

1
@Sparhawk Ero piuttosto concentrato sulla tua affermazione. Il mio obiettivo è arrivare in un luogo nel minor tempo possibile. Il più grande dispendio di tempo è sulla collina, quindi è qui che si possono ottenere i maggiori guadagni. E come altri hanno sottolineato, andare più veloce in discesa ha rendimenti decrescenti perché la resistenza al vento sale dal quadrato, con il contratto di locazione è così che li ho capiti. Personalmente, vivo per il giorno in cui le colline sono un gioco da ragazzi come lo sono per così tanti cavalieri della mia taglia, che a proposito è dove si trova il mio ostacolo. Spero che tutti i tuoi spostamenti siano sicuri e divertenti! Joe
Joe,

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Immagino che tu stia lavorando sul presupposto che hai una quantità totale di energia per la tua corsa e scegli su quali parti della corsa usarla o quando usarla più rapidamente. Forse sospetti che, a causa della minore resistenza al vento, stai meglio spendendo più energia andando in salita al costo della necessità di rilassarti in discesa?

Considera il caso più semplice di salire su una collina e scendere allo stesso modo, senza vento vero (solo ciò che induci muovendoti). Il mio pensiero era che dovevo andare più forte che potevo su per la collina, quindi dovevo costeggiare dall'altra parte. Durante l'arrampicata, pensavo, pochissimo del mio sforzo sarebbe andato perso per resistere al vento. Sarei più lento in discesa, ma ciò significherebbe che una parte minore del mio lavoro sarebbe spesa per superare la resistenza al vento (indotta). Ho letto che a 20 km / h stai usando il 50% dei tuoi sforzi per superare la resistenza al vento e, come sottolineato da Daniel R Hicks, la resistenza al vento aumenta con il quadrato della velocità, quindi questa strategia sembra intuitivamente sensata.

Tuttavia, la mia esperienza non lo conferma. Penso che il problema stia stimolando. In realtà non posso lavorare abbastanza duramente in salita per farlo funzionare. Se pedalo in piano, allora ho bisogno di più della stessa distanza in discesa per recuperare la salita successiva o per farmi andare in piano. Ma lavorare, diciamo, al 40-80% del massimo è più sostenibile per qualsiasi tempo superiore a dieci minuti su e giù. Uno sforzo estremo in realtà costa più di uno sforzo leggermente superiore alla media. (Vedi anche una domanda su come alzarti per pedalare ).

Ultimamente mi sono concentrato di più sulla mia velocità media target. Ogni volta che ci sono sotto lavoro un po 'di più e quando raggiungo il mio obiettivo mi rilasso un po'. Non ho un cardiofrequenzimetro o un misuratore di potenza, ma anche questi potrebbero aiutare.

Temo di non conoscere tutte le equazioni, ma penso che dovrebbero tenere conto degli aspetti delle prestazioni del tuo corpo, non solo della potenza e dell'aerodinamica, quindi sarebbe piuttosto complicato.

Per me, allenarmi con la pratica dei momenti migliori per impegnarmi in un percorso di 1 ora fa parte del divertimento di correre contro i miei tempi precedenti.


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Parte del problema è che le prestazioni di un ciclista sono generalmente ottimizzate quando è proprio "al limite" tra l'azione muscolare completamente aerobica e almeno parzialmente l'azione anaerobica. Quando si supera un certo punto di sforzo, i muscoli iniziano a bruciare carburante senza ossigeno (che è meno efficiente) e, soprattutto, iniziano a bruciare glicogeno immagazzinato nei muscoli anziché zucchero dal flusso sanguigno. Questo riduce il deposito limitato di glicogeno del tuo corpo e produce anche grandi quantità di chetoni che possono accumularsi fino a livelli tossici (con conseguente "bonk").
Daniel R Hicks,

Buona risposta. Tutte le risposte sembrano suggerire che un ciclista debba risolverlo empiricamente!
Sparhawk,

2

Dipende dalle colline e dalla tua forma fisica. Supponendo che la tua forma fisica sia eccellente e le colline miti, vorrai fare uno sforzo costante al massimo che potresti sostenere senza stancarti. Manterrai la cadenza e la coppia costanti spostando gli ingranaggi su e giù secondo necessità.

D'altra parte, se la collina è ripida e lunga rispetto al tuo livello di forma fisica, potresti dover lavorare di più. In tal caso potrebbe essere necessario ridurre lo sforzo o addirittura scendere lungo la collina per recuperare.


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È anche importante considerare se stai percorrendo una distanza fissa relativamente breve, qualcosa che puoi completare forse in un paio d'ore, o facendo un tour di un giorno, in cui è importante "salvarne alcuni per dopo".
Daniel R Hicks,

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Essendo nuovo su StackExchange non posso pubblicare come commento. Ma ho pensato di aggiungere una risposta molto tardi per coloro che hanno trovato questa discussione su Google.

Vorrei dare la risposta piuttosto insoddisfacente che ottieni da qualche parte più velocemente mettendo più potere. Quindi metti più energia andando su e giù per la collina, con il vento e contro di essa, e ci arrivi più velocemente, ma spiegherò cosa intendo.

Individualmente, abbiamo tutti le nostre preferenze, mi piace attaccare Hills. Su un giro tipico, per me, saranno le dolci colline, nessuna grande salita in montagna. Quindi vado su per i watt in salita, mettendo fuori per un breve periodo 500 W o 600 W. Non sono della forma fisica che potrei sopportare, ma sono della forma fisica che posso fare di nuovo sulla collina successiva.

Se dovessi mantenere un ritmo costante per tutta la corsa, non avrei il vantaggio di fare la media in questi picchi di potenza. Tutti abbiamo sia il potere a lungo che a breve termine e sono fibre muscolari diverse.

Per essere andato il più veloce alla fine, avrai usato fibre muscolari sia a breve che a lungo termine.

Se non sto provando ad andare molto veloce, spesso vado giù per la collina, ma neanche questo è giusto. Devo spegnere lo scoppio a breve termine, ma non andare a riposare - idealmente vado al mio ritmo costante a lungo termine - per me 250W.

Ciò massimizza la mia velocità alla fine. Per me, se vedo che la corsa è stata di 270 W, che proviene da un ritmo mantenibile di 250 W e che scoppia a breve termine su ogni pendio, sarò andato il più veloce. Su queste dolci colline posso avere una media di 22 miglia all'ora ... e avrò lavorato come un pazzo per farlo ... fa male.

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