Por que é mais fácil seguir um ciclista em subida

Assistindo ao Tour de France na TV, noto que os pilotos gostam de andar logo atrás de outros quando subem uma colina íngreme.

Entendo que o ciclista pode se beneficiar de uma corrente de deslizamento na seção plana, mas em uma subida a velocidade é tão lenta que a corrente de deslizamento tem um efeito mínimo.

Ao subir, os comentaristas de TV consideram muito importante a importância de os pilotos "subirem ao volante" dos pilotos à frente, como se fosse muito mais fácil se o piloto pudesse se apegar ao grupo à frente.

Qual é o benefício de estar ligado a um grupo ao subir?

Eu corri com o Cat 1/2 por vários anos (ciclismo de estrada de elite) e posso dizer inequivocamente que muitos aqui não têm idéia do que estão falando. Em uma subida, "subir no volante" raramente é sobre a corrente de deslizamento (a menos que haja um vento severo), em vez disso, trata-se de posicionamento, ritmo e psicologia.

Posição e ritmo

Os passeios que atacam ou lideram a subida são fortes e provavelmente estarão subindo perto do limiar aeróbico. Se você não entrar imediatamente, uma lacuna será formada. Se você quiser recuperar o atraso (fechar a brecha), terá que trabalhar duro, provavelmente colocando um esforço anaeróbico. Isso não é bom, pois reduzirá sua capacidade de responder a ataques futuros (você só quer ficar anaeróbico ou quase anaeróbico quando for absolutamente necessário). Então, a melhor analogia é que você é como um livro de fósforos, recebe tantas greves e as usa com sabedoria. Se você se prender imediatamente ao volante, é a sua melhor chance de manter o ritmo aeróbico e, portanto, conservar uma partida.

Por outro lado, vamos supor que você diga "% ^ # *, deixarei uma lacuna se formar". Você continua subindo, eventualmente, igualando o ritmo, para que a lacuna não fique muito grande. Quando você chegar ao topo, terá praticamente o mesmo esforço, mas eles terão começado na descida antes de você chegar ao topo. A lacuna agora ficará ainda maior e, de repente, você está ferrado. Você está em alta velocidade e agora tem uma lacuna ainda maior para fechar, além de ter a desvantagem adicional de que o slipstreaming tornou-se repentinamente importante novamente. Diante disso, você tem duas escolhas reais, cruze os dedos e espere que o pelotão diminua (o que for possível - o pelotão é uma fera inconstante), OU arrebente sua bunda e feche essa porcaria.

As corridas de rua são como xadrez. Você precisa planejar pelo menos cinco jogadas à frente, mas, diferentemente do xadrez, não há praticamente nenhuma restrição ao tipo de jogadas que você pode fazer e há 150 jogadores simultâneos.

Psicologia

Alguns aqui parecem acreditar que não há psicologia envolvida em subir nas rodas de alguém em uma escalada. ERRADO.

Se alguém está subindo com dificuldade (a um ritmo que você acha difícil de igualar), a melhor coisa a fazer é sentar-se no volante o mais próximo possível (estamos falando de um espaço de duas polegadas). Você apenas olha para o volante e não deixa essa lacuna aumentar. Você diz a si mesmo que não se importa com o quanto dói, não permitirá que a lacuna se amplie. Você continua repetindo isso para si mesmo e, antes que perceba, a subida acaba.

Com toda a seriedade, quando você está bem no seu limiar aeróbico, precisa definir o ritmo. Dirigir muito perto permite que você julgue quando está relaxando. É muito mais fácil trabalhar para pegar uma polegada ou duas que você perdeu quando sua concentração diminuiu, do que ficar mais longe do ciclista e perceber que ele colocou 5 a 10 pés em você. Quando todos estão em um nível de condicionamento físico semelhante, você precisa lutar por cada centímetro sangrento que conseguir. Concentrar-se em algo como a roda da frente ajuda a não se concentrar na dor que está sofrendo atualmente.

Além disso , as perguntas sobre corridas de automóveis são divertidas, alguém deve perguntar sobre estratégias divertidas, como calar o pelotão ou ataques contínuos.

A física da resposta é realmente bem conhecida e não requer nenhuma explicação psicológica (existem razões psicológicas, mas as razões físicas são suficientes; as razões psicológicas são adicionais). Atualização: uma pesquisa relevante encontrada aqui .

Você está certo de que as velocidades são mais lentas durante a escalada, portanto o benefício absoluto do desenho é menor. No entanto, as lacunas são sempre um problema, seja escalando, no apartamento ou descendo , desde que você esteja andando na atmosfera e não no vácuohá algum benefício na redação. Ao subir (ao contrário de andar no plano ou descendo) pequenas diferenças de potência fazem uma diferença consequente na velocidade. Isso ocorre porque a potência necessária para superar o arrasto aerodinâmico varia aproximadamente com o cubo de velocidade, enquanto a potência necessária para superar o arrasto por gravidade varia apenas com a própria velocidade. Isso significa, ceteris paribus, em uma colina íngreme, uma diferença de 5% na potência significa quase uma diferença de 5% na velocidade, enquanto no plano uma diferença de 5% na potência significa apenas uma diferença de aproximadamente 1,7% na velocidade. Portanto, embora o benefício aerodinâmico de desenhar em uma colina seja pequeno, é o único jogo na cidade. É por isso que um líder de equipe seguirá uma domestique, mesmo que o líder seja mais poderoso - não porque os líderes estejam tentando atacar suas próprias domestiques, ou porque domestiques necessariamente andam com mais firmeza do que o líder, mas porque o domestique oferece alguma (pequena) vantagem ao líder. Quanta vantagem? Nas velocidades que você vê no WorldTour, mesmo em subidas íngremes, um profissional ainda pode receber uma "economia" de potência entre 5 e 10 watts, seguindo alguém (seja o seu próprio equipamento doméstico ou um piloto de outra equipe). Isso pode não parecer muito, mas se você estiver no limite, pode ser a diferença entre ficar pendurado e cair - e, como mostra a resposta acima, cair pode ter consequências desastrosas. com um poder entre 5 e 10 watts, seguindo alguém (seja o seu próprio domestique ou um piloto de outra equipe). Isso pode não parecer muito, mas se você estiver no limite, pode ser a diferença entre ficar pendurado e cair - e, como mostra a resposta acima, cair pode ter consequências desastrosas. com um poder entre 5 e 10 watts, seguindo alguém (seja o seu próprio domestique ou um piloto de outra equipe). Isso pode não parecer muito, mas se você estiver no limite, pode ser a diferença entre ficar pendurado e cair - e, como mostra a resposta acima, cair pode ter consequências desastrosas.

Em menor grau, mas pela mesma física, um forte vento de cauda pode destruir o pelotão da mesma maneira que uma colina íngreme, enquanto um forte vento de cabeça tende a manter o pelotão compacto. Você provavelmente entende que, quando há um vento forte, o desenho se torna mais benéfico. Efetivamente, um vento contrário penaliza muito o piloto na frente e, portanto, beneficia muito os pilotos atrás. O oposto também é verdadeiro: quando há um vento de cauda, ​​o benefício do desenho diminui para que pequenas diferenças de poder entre os pilotos se tornem mais aparentes. O vento de cauda faz todo mundo ir mais rápido, mas agrava as diferenças de potência entre os pilotos, de modo que pilotos inteligentes e fortes nunca atacam em um vento contrário, mas atacam em uma colina, pois é aí que a vantagem deles é maior.

Por outro lado, a combinação de um vento de cauda e uma colina pode ser mortal para os contra-relógios da equipe. Por exemplo, no Tour de France de 2005, o contra-relógio do estágio 4 entre Tours e Blois, no Vale do Loire, ocorreu em um dia com forte vento de cauda em um percurso que normalmente seria considerado relativamente plano. As velocidades eram altas por causa do vento de cauda, ​​mas em uma pequena colina a cerca de dois terços do caminho ao longo do percurso, os ciclistas estavam sendo arrancados. As táticas dos contra-times exigem que as melhores equipes moderem seus esforços nas colinas ou com vento de cauda, ​​a fim de evitar a perda de muitos de seus pilotos.

Os ventos cruzados também podem quebrar o pelotão porque podem reduzir o benefício do redator em relação aos da frente.

Apenas para adicionar algumas informações sobre o lado da física da equação (e definitivamente há psicologia em jogo também, pois a motivação desempenha um papel importante no quão difícil você consegue andar).

Existem muitas referências a respeito de quanto a resistência do ar é reduzida, seguindo de perto um piloto, e qualquer pessoa com um medidor de energia provavelmente já viu dados semelhantes.

A quantidade que o arrasto de ar é reduzido varia, é claro, dependendo de uma série de fatores, mas uma redução típica de ~ 30% ao seguir de perto o ciclista na frente é quase certa. É claro que pode ser mais ou menos que isso. Essa redução se aplica a subidas, planos e descidas, mas é claro que se aplica apenas à proporção da demanda de energia usada para superar a resistência do ar .

Portanto, analisando a demanda relativa de energia das várias forças de resistência, fiz este exemplo de gráfico para mostrar como isso muda com o gradiente, para um ciclista + bicicleta de 75 kg e uma potência constante de 300 W e sem vento (usando as equações descritas em o artigo de Martin et al., Validação de um modelo matemático para a energia do ciclismo de estrada ):

Obviamente, os valores exatos para qualquer indivíduo variam dependendo de sua massa, aerodinâmica, fatores de resistência ao rolamento e assim por diante. Isso é apenas para explicar os princípios envolvidos - IOW a forma geral e as tendências mostradas serão as mesmas para todos.

Portanto, o que podemos ver, por exemplo, é para um ciclista em uma inclinação de 1%, pouco mais de 60% de sua produção de energia é usada para superar o arrasto aéreo (300W x 61% = 183W), enquanto em uma inclinação de 6%, essa proporção de produção de energia cai para apenas ~ 10% (30W), pois muito mais de sua energia é usada para superar a força da gravidade.

Agora, a potência "economizada" ao se aproximar de outro piloto nessas velocidades seria aproximadamente 30% da energia usada para superar a resistência do ar.

No gradiente de 1%, isso é ~ 30% x 183W = 50-60W, enquanto na inclinação de 6%, essa economia cai para 3-4W.

Agora, é claro, quanto mais aptos ou mais poderosos são os pilotos, mais rápido eles sobem colinas em qualquer gradiente e, portanto, essas "economias" de potência relativa em cada gradiente ao desenhar atrás de outro ciclista aumentam.

Por exemplo, se um ciclista com o mesmo peso, etc, estivesse fazendo 400 W na inclinação de 6%, a velocidade aumentaria e a proporção de energia usada para superar a resistência do ar também chegaria a 15-16% da demanda total, neste caso 62W, e ~ 30% disso = 15-20W.

Uma economia de 15-20W quando você está no seu limite é substancial.

Em um grau de 8%, este ciclista mais poderoso pode alcançar uma economia de ~ 10W desenhando e, em uma inclinação de 10%, ainda pode alcançar uma economia de 5-7W.

Mesmo 5-10W pode ser a diferença entre ficar preso ou rachar.

Eu procurei um pouco por dados empíricos sobre isso, mas não consigo encontrar muita coisa. Minha opinião e palpites sobre isso:

1. Se houver vento contra o vento, como no desenho normal, o piloto da frente é o que mais sofre.
2. O efeito psicológico "Eu ainda estou no pacote". Eu posso me esforçar para ficar com o ritmo de uma matilha, mas depois que deixo para trás, é muito mais difícil continuar no mesmo ritmo e a diferença aumenta rapidamente.
3. Seguir o líder requer menos poder mental. A energia mental é muito significativa se frequentemente ignorada. Imagine estar cansado e ter que dirigir para casa em uma mistura de estradas sinuosas, muitas curvas e algumas estradas rurais. É muito mais fácil se você seguir alguém que vai para o mesmo lugar, se precisar tomar todas as decisões. Da mesma forma subindo uma colina difícil e cansativa. Você pode apenas seguir a linha do líder.

Equitação feliz.

Na minha experiência limitada, não se trata realmente de slipstreaming, mas da distância física entre os pilotos. Como o heltonbiker sugeriu acima, em uma colina, o guiador principal está acima do resto e também à frente, e essa altura extra lhes dá uma vantagem se atacarem. E ultrapassá-los significa não apenas o poder usual de acelerar, o poder de quebrar o vento, além de manobras para manter o ciclista ultrapassado. Eles também precisam subir a colina. Mas se o piloto principal atacar, ele obtém a vantagem de que cada metro à frente também está uma fração de metro acima do corredor.

Existe também a psicologia, onde todos esperam que os ciclistas trabalhem duro, atacando trechos íngremes e, ocasionalmente, saindo da sela para colocar força. aumento de poder, eles estão fazendo uma pausa ".

Quebra de matemática ... Estou curioso sobre o poder envolvido. Eu sei que, para os recordes de velocidade nos pilotos de Battle Mountain, estão recebendo tanto poder da encosta quanto de suas pernas, então me pergunto como as colinas da turnê se comparam. Suponha uma velocidade no solo de 10 m / s (36 km / h) em uma inclinação de 1 em 5, o que significa velocidade ascendente de 2 m / s. Para uma combinação de 100 kg (pesada, mas plausível), são 200W na subida, dos 300-400W que o piloto principal usaria normalmente. Assim, na parte mais íngreme da subida, metade da força do ciclista está subindo a colina e não no ar.

As outras respostas que eu vi até agora oferecem algumas idéias gerais. Aqui, quero compartilhar algumas fontes que vão mais fundo. Eles discutem equações que ajudam a entender melhor as relações quantitativas entre potência, velocidade, resistência do ar, desenho e assim por diante.

Para se aquecer, confira este artigo interessante, mas acessível, de Marilyn Trout: Relação entre desenho e escalada .

Trout cita Cycling Uphill and Downhill de David Swain em detalhe . Por exemplo: "Em velocidades muito lentas (da ordem de 16 km / h ou menos), a resistência do ar é desprezível e o desenho torna-se quase sem sentido".

Mas por que o número "mágico" é de 16 km / h? Deixe-me dizer: não existe um único limite mágico. Para descobrir esse limite, você deve definir primeiro qual porcentagem é "pequena o suficiente" para a sua pergunta em questão. Por exemplo, se você perguntar, em que ponto a resistência do ar para de contribuir com mais de 0,5% da sua potência total, uma equação pode lhe dar uma resposta.

Nos níveis de elite, eu diria que apenas 1 Watt ao longo de uma longa subida poderia fazer a diferença entre vitória e segundo lugar. O que quero dizer é o seguinte: não presuma que o desenho seja insignificante até que você tenha feito sua lição de casa sobre o que significa "insignificante".

E como você faz sua lição de casa? Pedir aqui idéias sobre escalada e redação é um ponto de partida. Mas se você quiser entender melhor, peça referências e leia artigos científicos. Dentro de você encontrará estudos e equações.

Trout menciona essa equação de Swain, que cita sua fonte como Equação de movimento de um ciclista por PE di Prampero, G. Cortili, P. Mognoni e F. Saibene .

W = (kr M s) + (ka A sv ^ 2) + (gi M s)

Onde:

• W é poder
• kr é o coeficiente de resistência ao rolamento
• M é a massa combinada de ciclista e bicicleta
• s é a velocidade da bicicleta na estrada
• ka é o coeficiente de resistência do ar
• A é a área frontal combinada de ciclista e bicicleta
• v é a velocidade da bicicleta no ar (ou seja, velocidade da estrada mais velocidade do vento da cabeça)
• g é a constante de aceleração gravitacional
• i é a inclinação da estrada (grau; no entanto, isso é apenas uma aproximação, pois o seno do ângulo da estrada em relação à horizontal deve ser tecnicamente usado)

Se você quiser explorar os benefícios aerodinâmicos da redação, eu recomendaria verificar o entendimento e o desenvolvimento da aerodinâmica de ciclismo por Lukes, Chin e Haake . Em particular, consulte a seção sobre desenho na página 67.

Verificou-se que o desenho atrás de um único ciclista com um intervalo de 0,2 a 0,5 m reduz o consumo de oxigênio em 18 ± 11% a 32 km / he 27 ± 8% a 37 km / he 40 km / h.

A elaboração de um, dois e quatro pilotos resultou na mesma redução do consumo de oxigênio a 40 km / h (27 ± 7%).

Na minha opinião, é puramente psicológico, a menos que a nota seja inferior a 6% e haja um vento contrário. Sentado no volante e arrastando-se para a borda irregular é algo com o qual os caras mais altos estão acostumados, sabendo que vamos esmagar os caras pequenos do TT. Dizendo que às vezes você pode recuar alguns metros, apenas para permitir que a freqüência cardíaca diminua os 2/3 BPM necessários para se recuperar, pular no volante e até atacar (atacar quando vocês dois podem às vezes jogá-lo sobre o borda, mas, inversamente, os outros caras podem ter chegado ao limite e não precisam segui-los, agora vocês se sentem o mesmo, mas têm uma lacuna; caso contrário, é um jogo justo para pegar o companheiro !!) embora isso exija uma aeróbica enorme motor para se recuperar em 20 segundos a partir do limite, e depois pensar em atacar é uma tática que parece ótima olhando para trás depois. Usualmente,

Rapazes de regra número 1, consiga esses géis em 7 / 8km antes da escalada e nas descidas, o resto vai cuidar de si!