Qual é a maneira mais eficiente de subir ou descer colinas e entrar ou sair do vento?
Estou tentando descobrir o quanto devo me esforçar ao subir ou descer uma colina. Da mesma forma, com que força devo me esforçar ao andar para dentro, para longe ou perpendicular ao vento?
Meu objetivo é chegar a um local no menor tempo possível. Eu assumiria que se eu produzisse mais energia subindo uma colina, teria que compensar produzindo menos energia descendo do outro lado (deixe-me saber se você não concorda). Então, qual é a maneira mais eficiente de atingir esse objetivo? É melhor trabalhar mais (e economizar tempo) em subidas ou mais (e economizar tempo) em subidas? Da mesma forma, como o vento afeta isso, tanto no plano quanto ao mesmo tempo? Para os fins desta pergunta, suponha que eu esteja andando sozinho e, portanto, ignore o slipstreaming
Pontos extras para justificar sua resposta com links e / ou física. (NB não há pontos extras.)
Por que os votos negativos? Pelo menos deixa um comentário? Além do interesse para mim, eu teria pensado que isso seria algo que seria interessante e estudado em nível profissional (por exemplo, para contra-relógio).
Eu acho que as pessoas tendem a rebaixar as perguntas que consideram "ruins" porque são obviamente (para elas) difíceis ou impossíveis de responder. Isso é bastante idiota - sua pergunta é clara e bem definida, e a explicação de por que ainda é praticamente impossível responder é ela mesma a resposta. (+1)
— Cascabel 17/02
Obrigado pelos comentários e vote @Jefromi. Fiquei um pouco surpreso, pois é algo em que estou pensando há semanas durante meus passeios mais longos. :)
Seis anos depois de fazer essa pergunta, finalmente encontrei algumas evidências científicas vinculadas neste artigo : "O consenso dos pesquisadores é que você deve aumentar seu poder quando o gradiente aumentar".
Basicamente, o que funciona.
Se você está tentando economizar energia, é tolice se esforçar para descer, pois a energia perdida por quilômetro devido à resistência do vento aumenta com o quadrado da velocidade - basta aproveitar o "passeio livre" em uma colina razoavelmente íngreme.
Subir depende muito da sua condição física e da inclinação da colina. Você primeiro precisa racionar sua disponibilidade de energia a curto prazo para não ficar sem vapor até a metade. Além disso, porém, existe uma relação complexa entre cadência e eficiência muscular, e o "ponto ideal" em termos de força versus cadência é altamente individualizado e também depende da extensão da colina.
No plano, é um pouco mais claro que manter uma cadência moderadamente alta é ideal em termos de preservação do vigor, embora "moderadamente alto" novamente varie de acordo com o indivíduo.
Correndo contra o vento, geralmente é melhor desacelerar, novamente porque quanto maior o seu vento relativo, mais energia você "desperdiça" por quilômetro.
Correndo com o vento, você pode tirar vantagem disso, é claro. (Mas todos sabemos que um vento de cauda é uma ficção - nunca acontece na vida real.)
O que quer que funcione.
Algumas boas idéias aqui. Originalmente, pensei que minha pergunta poderia ser um simples problema de matemática / física, com um "pool" de energia constante. Então, eu poderia usar várias fórmulas de "uso de energia", como energia / distância = k * velocidade ^ 2 mencionada. Com essas premissas, poderíamos calcular (por exemplo) se o tempo economizado em um vento contrário valeria a pena. No entanto, parece claro que é um pouco mais complicado do que isso, já que é preciso considerar os estoques de energia de curto prazo. Eu não tinha pensado que a cadência seria relevante para a questão, mas talvez seja, à luz da energia de curto prazo.
Sempre que tenho um vento de cauda, ​​sempre, mesmo agora, o interpreto como "uau, estou me sentindo bem hoje!". É uma lição que eu nunca pareço aprender.
@ Sparhawk Eu acho que "o que quer que funcione" nesse contexto realmente significa, que dependerá de fatores individuais e que você terá que descobrir o que funciona melhor para você. Basta dar uma olhada no tour de france peloton. Existem vários tipos de ciclistas: alpinistas, contra-relógio, praticantes de corrida, velocistas, caras que podem escapar do pelotão para ter um dia de corrida ... todos terão fisiologia diferente e diferentes maneiras de lidar com suas próprias dificuldades e benefícios. Acredite, você desenvolverá com o tempo uma sensação de como se comportar melhor em qual situação.
Ok, isso faz sentido para mim. Eu acho que é mais provável que a melhor maneira de andar seja determinada empiricamente, com base em pilotos individuais, em vez de ser calculada a partir da teoria. Obrigado pela resposta.
Mais uma razão para subir é complexo: nenhuma das colinas reais que você sobe será de nível constante. Você terá pontos mais difíceis e pontos mais fáceis mexendo com sua velocidade e reservas de energia a curto prazo, para que fique ainda mais difícil otimizar.
Como você adivinhou, é melhor trabalhar mais na subida e descansar na descida. E, como outros já mencionaram, o que funciona melhor para você em termos de equilíbrio de alta cadência e esmagamento é o melhor. No entanto, existem algumas diretrizes que você pode seguir para abordar cada situação da maneira mais eficiente possível.
Descida: Como a resistência do vento é o principal fator para reduzir sua velocidade nessa situação, você simplesmente quer ser o mais aerodinâmico possível. Coloque-se em uma posição aero. Basicamente, você deseja que sua parte superior do corpo seja a mais baixa e horizontal possível. Confira ciclistas profissionais na descida de uma montanha para obter auxílio visual. Use essa oportunidade para descansar e pedalar apenas em rajadas curtas saindo dos cantos que você teve que frear.
Contra vento: você deseja manter uma posição um pouco aerodinâmica; portanto, mantenha-se baixo. No entanto, uma dobra aerodinâmica completa comprime seus pulmões no abdômen e você não consegue respirar tão profundamente como se estivesse sentado ereto . Isso significa que você precisará encontrar um equilíbrio entre a aerodinâmica e poder respirar com eficiência, mantendo uma cadência constante e força no pedal. Você também vai querer manter os braços mais afastados, porque dobrá-los no centro também comprime os pulmões dentro do peito. Provavelmente, você vai querer cair de bruços ou debruçado um pouco com as mãos nos capuzes.
Subida e / ou vento de cauda: você pode praticamente tratar esses dois da mesma maneira, pois a resistência do vento é menos preocupante do que a sua aptidão aeróbica. Apenas sente-se e mantenha as mãos abertas para manter os pulmões o mais aberto possível e pedalar com a força e a cadência que funcionam melhor para você. Estudos confirmam nossa experiência cotidiana de que ficar em pé enquanto você pedala aumentará sua velocidade, mas não será sustentável por muito tempo . Você só quer se manter em pé para manter a velocidade em trechos curtos, onde a estrada sobe abruptamente (ou mais abruptamente se você já estiver em uma colina), quando uma rajada de vento o desacelera e depois diminui, ou qualquer outra situação que ameaça brevemente diminuir sua velocidade sustentável. Se você estiver ficando sem energia e apenas na metade de uma colina, ficar em pé não ajudará.
Obviamente, no mundo real, você nunca tem apenas uma colina ou apenas vento pela frente ou por trás. Existem ventos cruzados, ventos de cabeça cruzada, ventos de cauda cruzada, colinas com vento de qualquer direção e tudo mais. Acrescente preocupações com o trânsito, as condições da estrada, etc., e você quase certamente terá que encontrar um equilíbrio entre a eficiência da pedalada e lidar com o mundo ao seu redor.
Se você quiser ler mais, há um ótimo artigo sobre ciclismo em subidas e descidas: http://www.sportsci.org/jour/9804/dps.html .
E o sempre útil sheldonbrown.com tem um excelente artigo sobre os efeitos da resistência ao vento aqui: http://sheldonbrown.com/brandt/wind.html .
De muitas maneiras, um vento cruzado é o pior.
@DanielRHicks Se é tão forte que dificulta o manuseio da bicicleta, eu concordo. Mas vou dar um vento suave em um vento suave em qualquer dia da semana.
Boa resposta. E um bom trabalho expandindo além do que eu pretendia ser os limites (muito artificiais) da questão.
+1 para vincular ao artigo sportsci. Eu acho que o resumo é a resposta.
A única coisa que funcionará para todos em todas as situações é usar um monitor de batimentos cardíacos e andar diretamente no seu limiar aeróbico. Caso contrário, será principalmente a preferência pessoal, por significados frouxos de "menor tempo possível".
Para resumir, você está propondo uma freqüência cardíaca constante e, portanto, uma potência constante? Isso me parece contra-intuitivo (por razões que acho difíceis de descrever).
@ Sparhawk: Basicamente. Quanto mais rápido, você se cansará, mais devagar e não estará usando toda a sua produção de energia biológica.
Isso pode não ser realmente ideal - suas pernas também funcionam, não apenas seu coração, e sob algumas circunstâncias (morros suficientemente íngremes ou ventos fortes) eles se tornarão o fator limitante. Nesse ponto, você precisa descobrir onde facilitar para poder fazer isso o tempo todo e voltar ao difícil problema de otimização.
@ Jeffromi: todo joule seu corpo queima, o coração precisa fornecer oxigênio. Se você usar as pernas demais em uma inclinação, sua frequência cardíaca aumentará porque as pernas exigirão mais oxigênio.
@whatsisname Uh, sim, mas isso não vem ao caso. Suas pernas se preocupam com a força , não apenas com a força; por isso, se você está lutando ladeira acima, às vezes as pernas se tornam o fator limitante, e não importa se o seu ritmo cardíaco aumenta. A menos que você seja um ciclista muito, muito forte, você pode facilmente chegar ao ponto em que permanecer no limiar da freqüência cardíaca cansará demais as pernas e, posteriormente, suas pernas não serão capazes de exercer o suficiente para mantê-lo no limiar.
Se minhas colinas estão na categoria de 4% ou mais, sempre levarei mais tempo para me levantar do que descer. Por exemplo, uma colina em que ando com frequência é de cerca de 4 a 5%, e ando a cerca de 15 a 30 km / h e levo ~ 7 minutos para subir lá. Se eu descer a mesma colina, mantenho facilmente 23-24 MPH e levo cerca de 3-4 minutos para descer. Se eu trabalhar mais para descer, economizo talvez um minuto no máximo. Mas se eu pudesse subir a 16 km / h, subia a colina cerca de 2 a 3 minutos mais rápido. Infelizmente, o fator limitante para mim é minha capacidade aeróbica e física. Quando ficar em melhor forma e perder mais peso, subirei mais rápido. Dois dias atrás, tínhamos ventos de 15 mph com rajadas de 34 mph. Aqueles ventos sopravam morro acima, eu não podia acreditar na rapidez com que subi o morro, com uma média de 11 a 13 MPH por todo o caminho. Descendo, Eu tive que trabalhar para ficar acima de 15 mph. Então o vento me deu uma vantagem aproximada de 30% e subiu cerca de 50%. Talvez um dia eu seja capaz de subir aquela colina como se tivesse um vento de cauda, ​​até então, vou bufar e subir meu caminho até o topo! Eu acho que colinas fazem o homem. (ou mulher).
Sei que levará mais tempo para subir ladeiras do que descer, mas minha pergunta é se a vantagem líquida advém de se esforçar mais para cima ou para baixo. por exemplo, essa velocidade de 10 mph em subida (e economia de 2 a 3 minutos) equivale a energia às economias de um minuto em declives.
@ Sparhawk Eu estava bastante focado em sua afirmação Meu objetivo é chegar a um local no menor tempo possível. A maior despesa de tempo é na colina; portanto, é aí que os maiores ganhos podem ser obtidos. E, como outros já apontaram, descer ladeira mais rapidamente tem retornos decrescentes porque a resistência do vento aumenta pela praça, pelo menos é o que eu os entendi. Pessoalmente, vivo o dia em que as colinas são uma brisa, como são para tantos ciclistas com metade do meu tamanho, que, aliás, é onde está o meu obstáculo. Espero que todos os seus deslocamentos sejam seguros e divertidos! Joe
Eu acho que você pode estar trabalhando na suposição de que você tem uma quantidade total de energia para o seu passeio e escolhe em quais partes do passeio usá-lo ou quando usá-lo mais rapidamente. Talvez você suspeite que, devido à menor resistência ao vento, é melhor gastar mais energia subindo à custa da necessidade de relaxar na descida?
Considere o caso mais simples de subir uma colina e voltar da mesma maneira, sem vento verdadeiro (apenas o que você induz ao se mover). Meu pensamento costumava ser que eu deveria ir o mais duro possível para subir a colina, de modo que tive que descer pela costa do outro lado. Ao subir, pensei, muito pouco do meu esforço seria perdido com a resistência do vento. Eu seria mais lento na descida, mas isso significaria que uma proporção menor do meu trabalho seria gasta na superação (induzida) da resistência ao vento. Eu li que a 20 km / h você está usando 50% de seu esforço para superar a resistência do vento e, como apontado por Daniel R Hicks, a resistência do vento aumenta com o quadrado da velocidade, de modo que essa estratégia parece intuitivamente sensata.
No entanto, minha experiência não confirma isso. Eu acho que o problema está andando. Na verdade, não posso trabalhar duro o suficiente na escalada para fazer isso funcionar. Se eu pedalar, preciso de mais do que a mesma distância ladeira abaixo para me recuperar para a próxima colina ou para me manter no apartamento. Mas trabalhar em, digamos, 40-80% do máximo é mais sustentável por mais de dez minutos para cima e para baixo. Esforço extremo, na verdade, custa mais do que um pouco acima da média. (Veja também uma pergunta sobre levantar-se para pedalar ).
Ultimamente tenho me concentrado mais na minha velocidade média alvo. Sempre que estou abaixo, trabalho um pouco mais e quando supero meu objetivo, relaxo um pouco. Não tenho um monitor de batimentos cardíacos ou um medidor de energia, mas eles também podem ajudar.
Receio não conhecer todas as equações, mas acho que elas precisam levar em consideração aspectos do desempenho do seu corpo, não apenas potência e aerodinâmica, por isso seria bem complicado.
Para mim, treinar através da prática os melhores horários para fazer o esforço em uma rota de 1 hora faz parte da diversão de correr contra meus tempos anteriores.
Parte do problema é que o desempenho de um ciclista geralmente é otimizado quando ele está certo "no limite" entre a ação muscular totalmente aeróbica e pelo menos parcialmente anaeróbica. Quando você passa por um certo ponto de esforço, os músculos começam a queimar combustível sem oxigênio (o que é menos eficiente) e, mais importante, começam a queimar glicogênio armazenado nos músculos, em vez de açúcar da corrente sanguínea. Isso esgota o estoque limitado de glicogênio do seu corpo e também produz grandes quantidades de cetonas que podem atingir níveis tóxicos (resultando em "calor").
Boa resposta. Todas as respostas parecem sugerir que um ciclista precisa trabalhar empiricamente!
Depende das colinas e da sua aptidão. Supondo que seu condicionamento físico seja excelente e as colinas amenas, convém fazer um esforço constante ao máximo que possa sustentar sem se cansar. Você manteria cadência e torque constantes trocando as marchas para cima e para baixo, conforme necessário.
Por outro lado, se a colina for íngreme e longa em relação ao seu nível de condicionamento físico, talvez seja necessário trabalhar mais. Nesse caso, você pode precisar reduzir o esforço ou até descer a colina para se recuperar.
Também é importante considerar se você está percorrendo uma distância fixa relativamente curta, algo que pode ser concluído em algumas horas, ou fazendo um passeio de um dia, onde é importante "guardar alguns para mais tarde".
Sendo novo no stackExchange, não posso postar como um comentário. Mas pensei em adicionar uma resposta muito tardia para quem encontrar esse tópico no google.
Eu daria a resposta bastante insatisfatória de que você chega a algum lugar mais rapidamente, colocando mais poder. Então você gasta mais energia subindo morro abaixo, com o vento e contra ele, e chega mais rápido, mas vou explicar o que quero dizer.
Individualmente, todos temos nossas preferências, gosto de atacar montanhas. Em um passeio típico, para mim, serão colinas, sem grandes escaladas. Então, eu subo alto, subindo, digamos, 500W ou 600W por um curto período. Não sou capaz de aguentar isso, mas sou capaz de fazê-lo novamente na próxima colina.
Se eu mantivesse um ritmo constante durante todo o percurso, não teria a vantagem de calcular a média desses picos de energia. Todos nós temos energia a longo e a curto prazo, e são fibras musculares diferentes.
Para ter sido o mais rápido no final, você terá usado fibras musculares de curto e longo prazo.
Se não estou tentando ir super rápido, costumo descer a ladeira, mas isso também não está certo. Tenho que desligar a rajada de curto prazo, mas não descansar - idealmente, vou para o meu ritmo constante a longo prazo - por 250W.
Isso maximiza minha velocidade no final. Para mim, se eu ver que o passeio foi de 270W, que veio de um ritmo sustentável de 250W e rajadas de curto prazo em todas as colinas - terei feito o meu mais rápido. Nessas colinas, eu posso chegar a uma média de 13 km / h ... e terei trabalhado como um louco para conseguir isso ... dói.