Het bericht 'De berg is een orkaan' is erg goed gelezen en er waren flink wat opmerkingen. Die reacties zijn altijd erg leuk om te lezen. Dank daarvoor! En net zoals bij een Hollywoodsucces ;-) ga je dan aan een vervolg denken. Zeker toen er in de reacties een paar heel interessante opmerkingen voorbij kwamen.
De opmerking van Marinus gaf mij dat idee voor een vervolg. Ik weet dat hij van Ede naar Apeldoorn fietst en daar zit heel wat hoogteverschil tussen. Dat herinner ik me nog wel van die ene keer dat ik zelf naar Ede mocht afdalen.
Hij merkte het volgende op:
"Als ik een racefietser uitdaag of andersom, gaat de snelheid ook heuvel op flink omhoog. Zijn luchtweerstand neemt dan exponentieel toe. Mijn luchtweerstand neemt nauwelijks toe. De benodigde energie om te klimmen neemt bij beide lineair toe. De kunst voor mij is dus heuvel op zo hard te fietsen dat hij meer energie moet leveren om de luchtweerstand te overwinnen dan ik nodig heb om te klimmen..."
De vraag die onmiddellijk bij bij naar boven kwam was: vanaf wélk moment moet die racefietser dan meer energie leveren dan Marinus nodig heeft voor dezelfde snelheid?
Da's natuurlijk weer afhankelijk van een heleboel parameters. Opnieuw maakte ik het me niet te moeilijk. Dezelfde Kreuzotter-Quest als in het vorige bericht. De racefietser liet ik op een licht racefietsje (10 kg) diep voorovergebogen over het stuur naar boven ploeteren.
Zie hier de resultaten van dit epische gevecht tussen het vedergewicht van de racefietser en het stroomlijnvoordeel van de Quest:
 |
| Op een flauwe helling van 1% ligt het omslagpunt op 20 km per uur. Op een helling van 3% zou je met een Quest al meer dan 30 km p.u moeten rijden. |
Als je de hele berekening nog eens dunnetjes overdoet met een virtuele Quest van slechts 10 kg, blijkt dat het omslagpunt zich op deze drie hellingen dan telkens zo rond de 10-15 km per uur valt.
De opmerking van Marinus klopt dus. Maar hij moet wel steeds harder gaan fietsen naarmate de helling steiler wordt. En verder wachten we geduldig op een velomobiel van 10 kg. Bijvoorbeeld de Strada XL(ight)?
Ik heb er mijn twijfels bij....
BeantwoordenVerwijderenHoe zwaarder een voorwerp is, hoe minder invloed luchtweerstand daarop heeft. Dat is in het bijzonder zo als het luchtweerstand zowiezo al niet groot is, bijvoorbeeld als het voorwerp gestroomlijnd is of een relatief klein fornaal oppervlak heeft.
Zo duurt het met een dubbeldeks intercity spitstrein met uitgeschakelde motoren ( vrij rollend ) enkele kilometers voordat die 1 km/u langzamer gaat. Niet alleen de luchtweerstand is nietig tov het gewicht, ook rolweerstand is er nauwelijks omdat de stalen wielen op de stalen rails niet vervormen. Intercities hoeven dus meestal ook alleen maar de motoren te gebruiken om op 140 km/u te komen, de rest van de reis is voornamelijk vrij rollen en remmen. Niet voor niets heeft bovengenoemde trein 84 inmense luchtgekoelde schijfremmen en ~1700 KW motorrem vermogen om te kunnen remmen.
Een velomobiel is wel en niet anders. Het is ook een zwaar voertuig ( voor een fiets ) die weinig luchtweerstand ondervind ( voor een fiets ) Dat is ook de reden waarom ze eenmaal op gang een vrij hoge snelheid ( voor een fiets ) kunnen bereiken en behouden.
Alle velomobielrijders doen net als machinisten aan spelen met massatraagheid en opgeslagen energie, ze willen ten alle tijde zoveel mogelijk in de velomobiel opgeslagen energie behouden. Het is een van de oorzaken waarom autobestuurders schrikken van velomobielen : ze rijden onverwacht snel op kruisingen af.
Het lukte mij vanaf met de Strada een normale kruissnelheid van ~35 km/u tegen de ketelbrug te klimmen met een snelheid van ~25 km/u die ik min of meer kon handhaven tot bijna bovenaan. Daarbij heb ik een vijftal zwoegende racefietsers ingehaald die met een daalsnelheid van 70 km/u al helemaal uit zicht verdwenen ;-)))
Ik denk zelf dat een racefietser uiteraard wel voordeel heeft van geringe massa, maar dan wel op een heel lange en steile (berg)helling, bij zeer lage snelheden als je echt alleen maar bezig bent massa tegen de zwaartekracht in te werken. Zolang een velomobiel een snelheid kan handhaven die luchtweerstandsvoordeel geeft en zijn massa traagheid kan inwisselen tegen zwaartekracht kan ie nog steeds lichtere fietsen voorbij. In Nederland hebben we geen bergen.....( en zeer lange hellingen zou je in een velomobiel moeten vermijden anders heb je iets fundamenteels aan velomobielen niet gesnapt :-))))
Opnieuw een leuke test, maar in de praktijk gaat dit natuurlijk niet op! Dat is bij de 3% helling al duidelijk te zien in de grafiek: bijna 400 Watt trappen en 30 km/u tegen de helling op? Wie gaat dat doen dan? Mooie theorie, maar ik zie het niet gebeuren! De opmerking van Quezzzt klopt in zo verre, maar de Ketelbrug is natuurlijk een klim van niks, en die wielrenners waren duidelijk niet veel gewend. Dat ze in de afdaling uit het zicht gaan is normaal, daar komt de luchtweerstand om de hoek kijken. Als voorbeeld hoef ik enkel maar een van de beklimmingen in mijn woon-werk route te bekijken, een 2 km lange 5% klim. Met de Strada kan ik daar met gemiddeld 14 tot 15 km/u tegenop, dan wel in de zomer, als de tempraturen tussen de 15 en 25º C liggen. Dezelfde helling onder dezelfde omstandigheden met de Scott (die circa 30 kg lichter is rijklaar) gaat dan met gemiddeld 22 tot 23 km/u.
BeantwoordenVerwijderenZoveel scheelt gewicht in mijn geval, dus klimmen met de Strada gaat prima met het aangepaste verzet, maar zou nog beter gaan met een veel lichtere velomobiel.
In afdalingen is de Strada uiteraard superieur over de Scott.
Groeten, Adri.
Ja dat het in de praktijk anders werkt is duidelijk ;-). Heeft het ook niet te maken met het gebruik van versnellingen?
VerwijderenOftewel: als het trappen te zwaar wordt (die 400 of 500 Watt uit de grafiek) dan schakel je net zolang terug tot het weer lichter trapt. Het gevolg is dan wel dat je langzamer gaat.
De velonaut en de bukker uit de grafiek schakelen niet terug en rijden als een fietsmachine op één verzet naar boven (?). Da's dan weer het nadeel van zo'n theoretisch model....
groet,
Paul
als je dan pas begint met terug schakelen ben je veel te laat ;-)
Verwijderengroeten, andre
^^ Met dat hele zwamverhaal wilde ik eigenlijk vertellen dat een trein die met een kruipsnelheidje van 40 km/u tegen een kilometerslange helling ( rivierbrug of opgaande deel tunnel ) omhoog rolt zonder ingeschakelde motoren nog steeds niet tot stilstand zal komen op die helling, zo groot is de energie van massa die niet van snelheid wil veranderen. (massatraagheid)
BeantwoordenVerwijderenEen velomobiel is natuurlijk van heel andere orde, maar 40 kg zal meer willen doordrukken dan 25 kg. Op KORTE hellingen ( in Nederland in veel gevallen zo ) zal massa zelfs een voordeel zijn omdat je al op 1/3 van de helling bent voordat de snelheid begint te zakken, op langere hellingen en echte beklimmingen een groot nadeel.
Maar op Adri na zullen weinig mensen zo gek zijn in bergen met een fiets van 40+ kilo te gaan zwoegen. Langzaam (of lichamelijk inspannend) omhoog, kritisch hard weer naar beneden. ( falende remmen, spaken, wielen, banden of dragende structuur zijn waarschijnlijk potentieel invaliderend of levensbeeindigend met die valsnelheden )
In Nederland moet je met zo'n kunststof torpedo gewoon je stroomlijn gebruiken om snelheid te maken en zo potentiele energie in je velomobiel op te bouwen en op te slaan. Bij het klimmen wissel je die energie in tegen hoogtemeters.
Vraag is enkel of je hard wilt werken voor de klim, of tijdens de klim :-)))
hoezo zwoegen, niet te snel naar boven willen en je versnellingen aan de omgeving waar je rijd aanpassen, falend materiaal is net zo beroerd op de vlakke weg
VerwijderenHet betoog van Quezzzt klopt in zoverre dat de massatraagheid helpt op hellingen, maar niet zo lang als met een trein, probeer het maar eens met een auto om met de toegestane snelheid op een helling af te rijden, en dat het gas te lossen aan het begin van de helling. Dan ervaar je massatraagheid en zal je ook versteld staan hoe snel de auto vaart verliest. Dat zelfde ervaar ik op de hellingen hier, met 55 km/u op een korte steile helling afrijden werkt goed, maar inderdaad gaat de snelheid snel omlaag na circa 1/3 van de helling en schakel je snel terug om je benen in beweging te kunnen houden.
VerwijderenDe hellingtest met een VM deed ik tijdens de proefritten in NL tegen de Ketelbrug, beginnen onderaan in stilstand en dan naar boven. Als je dan boven komt met 19 km/u, weet je dat zoiets in Noorwegen ook zal gaan, hetzij met aangepaste snelheid, en dito verzet.
En ja Quezzzt een beetje gek moet je inderdaad wel zijn om hier met een VM te gaan rondrijden, een boel Noren zijn dat ook met je eens! En mij intereseert het niks, blij dat ik rij!
Groeten, Adri.
Ha Paul,
BeantwoordenVerwijderenWederom een mooi vergelijk, met een hele mooie visualisatie.
Een heel mooi filmpje van een Milan die met bijna 60 over de heuvels heen katapulteert : http://www.youtube.com/watch?v=CPgDdAx9K7E
Er wordt wel met hele hoge hartslag gereden.
@Adri, Ik vind 15 km / u heuvelop hard genoeg. 7 km/u verschil met de racefiets dus. Daar doe ik het voor
Greetz Rudolf
Bedenk wel Rudolf dat ik de meest gunstige omstandigheden hier aangehaald heb, zeker bij de VM! Heel wat keren gaat het gewoon langzamer, heeft veel te maken met dagvorm, temperatuur, enz. Maar met aangepaste verzetten is het goed te doen, zeker als je overstapt in een Evo-K.
VerwijderenGroeten, Adri.
Ha Paul,
BeantwoordenVerwijderenLeuk om dit soort grafiekjes te bestuderen.
In mijn opmerking in je vorige blog 'Echt steile hellingen, zeg maar 5% en meer, lukt dat niet meer' was ik wat te optimistisch. Ik weet uit de praktijk wel op welke hellingen ik het van snelle racefietsers niet meer kan winnen. Als ik in Strava kijk welke hellingpercentages dat zijn, komt dat vaak neer op ongeveer 2% of meer. Dus niet '5% en meer'...
Volgens mij telt traagheid bij klimmen meestal geen rol. Op mijn route tenminste. Het zijn vaak lange hellingen. In een duel met een racefiets moet ik meestal zelfs versnellen. Als hij me op een helling inhaalt en ik de achtervolging inzet moet ik versnellen. Gewicht is dan dus een nadeel.
Overigens moeten we het gewichtsverschil tussen Quest en racefiets niet overdrijven. Wat weegt een normale racefiets? Ongeveer 15 kilo? Een Quest met wat spullen er in weegt ongeveer 40 kilo. Quest met berijder (75 kg in mijn geval) weegt dus 115 kg. Een racefietser van hetzelfde gewicht met fiets 90 kg. Het verschil is dus nog geen 30% (25/90).
Ik ben eigenlijk verbaasd dat een virtuele Quest van 10 kilo niet altijd sneller is, aangezien dat hetzelfde gewicht is als de racefiets.
BeantwoordenVerwijderenWilco,
Verwijderende 10 kg Quest is al sneller vanaf een km of 10-15 per uur. Langzamer heb je waarschijnlijk nog geen voordeel van de stroomlijn.
groet,
Paul
Goed verhaal Paul,
BeantwoordenVerwijderenEen verlaten reactie en waar een link via het vrijdagbericht op ligfiets.net behulpzaam was.
Het hele verhaal van massatraagheid of kinetische energie versus gewicht of potientiele energie is altijd een interessant onderwerp van discussie.
Om bij de praktijk te blijven twee vergelijkingen op twee verschillende WW-trajecten: In NL liep deze route voor de helft door de duinen en de rest in de polder waar de Velomobiel (Versatile) gemiddeld 10% sneller was dan de openligfiets (Challenge Taifun). De route in Duitsland heeft per dag 500 hoogtemeters op 50 km. Daar is de juiste de openligger (Challenge Fuijn SL) 10% sneller dan de Velomobiel (Strada carbon). Enige reden zijn de 25 extra kilo's fiets, want de fietser en de extra spullen zijn gelijk. Verschil is duidelijk merkbaar in de snelheid op de lange klimmen. Terwijl bij de afdaling het verschil juist heel gering is. Hoewel de vrijeval snelheid van een VM veel hoger is, laat de situatie niet toe om sneller af te dalen dan de openligger (wegdek, bochten, stoplichten).
Adri is niet de enige gek die ondanks het gewicht een VM in de heuvels rijdt. Tenslotte biedt een VM beschutting bij kou en kan ook nog bij sneeuw gebruikt worden. Met aanpassingen zoals een goed bergverzet en spijkerbanden in de winter.
Sportieve groet. Jaap P.