O que causaria resistência variável ao ar em um dia sem vento?

Eu trabalho regularmente. Acho que em alguns dias em que não há vento perceptível, sinto que quase não há resistência do ar e é tão fácil andar em velocidade. Também é relativamente calmo, sem o vento rugindo nos meus ouvidos.

Em outros dias, quando não há vento perceptível, parece que estou montando uma sopa. É realmente difícil conseguir velocidade e o ar está muito barulhento nos meus ouvidos.

Conversei com meus colegas de trabalho e eles costumam dizer que têm o mesmo efeito nos mesmos dias que observei. Embora eles também estejam viajando na mesma direção que eu, não posso descartar um vento muito leve causando a diferença percebida.

Possíveis explicações:

• Hoje há um leve vento de cauda ou de cabeça.
• Nos dias em que estou mais descansado ou energético, sinto que o passeio é relativamente fácil.

Existem outras explicações que contribuiriam? Alta umidade ou zonas de alta pressão?

TLDR; Supondo que meus cálculos abaixo estejam corretos, há um aumento de aproximadamente 10% na resistência do ar entre dias quentes, úmidos e dias frios e secos. Acrescente um vento de cauda leve, mas imperceptível, ou um vento de frente, e é concebível que você possa experimentar uma diferença de 4 a 5 mph na velocidade de cruzeiro entre dois dias.

A resistência do ar é a força primária que um ciclista deve superar em velocidades de cruzeiro típicas. De acordo com uma calculadora on - line , assumindo uma bicicleta de estrada típica, uma posição de pilotagem relaxada e uma velocidade de cruzeiro de 18 mph, 75% da potência de um ciclista é usada para superar o arrasto.

De acordo com o seu perfil, você mora em Melbourne, AU, que fica basicamente ao nível do mar. Usando outra calculadora on-line , a densidade do ar quando está com 50˚ e 0% de umidade é de 1,24 kg / m³. Quando está com 90˚ e 100% de umidade, a densidade do ar é de 1,13 kg / m³. Assim, em um dia frio e seco, há um aumento de aproximadamente 10% na resistência do ar quando comparado a um dia quente e úmido.

De acordo com a equação de arrasto,

a força de arrasto escala linearmente com a pressão do ar. Uma densidade 10% maior é igual à força 10% maior necessária para superar o arrasto. A potência instantânea é determinada pela equação

Assumindo uma potência constante, e 75% dessa energia é dedicada à superação da resistência do ar, você acaba com uma redução de aproximadamente 7% (1 / 1.075) na velocidade geral. Começamos com uma velocidade de cruzeiro de 18 mph, de maneira simplista que sua velocidade em um dia frio e seco acabaria sendo 93% de 18 mph ou 16,75 mph. Eu diria que é o suficiente para perceber.

Obviamente, parece improvável que esses dois dias ocorram juntos. Mas se você estiver comparando um passeio do meio-dia imediatamente antes ou depois de uma tempestade a um passeio no final da noite em um dia seco, alguns dias antes e / ou depois, é concebível que você possa acabar em algum lugar no estádio de uma diferença de 1 km / h.

Dito isto, mesmo um pequeno vento de popa e um vento de popa podem fazer uma diferença significativa em sua velocidade. O site da Sheldon tem gráficos mostrando testes em túneis de vento. Em particular,

mostra que, à medida que o ângulo do vento muda de um vento de popa para um vento de cauda de 5 km / h, um piloto que viaja a uma velocidade "normalizada" de 25 km / h (assumindo que não há vento) passaria de 22 km / h a 28 km / h. A diferença na velocidade do piloto à medida que a velocidade do vento muda parece ser linear, extrapolando para trás, mesmo algo como um vento de 2 mph contra vento de cauda causaria algo como uma diferença de 3 mph. Isso é definitivamente perceptível. Por estarem em um túnel de vento, esses testes não foram feitos com resistência ao rolamento, portanto 25 km / h no túnel de vento é provavelmente equivalente à nossa suposição anterior de 18 km / h em estradas externas.

Se você combinar os efeitos e comparar um passeio no final da noite em um dia seco com um ligeiro vento contrário, com um passeio no início da tarde em um dia úmido com um leve vento de cauda, ​​é possível que você tenha uma diferença de 4 a 5 mph entre os dois dias. Aquilo é enorme.

Em dias de alta umidade, o ar tem menos massa devido ao maior volume de H2O, mais leve que os pesos típicos de O2, CO2 e N2. Em dias de alta pressão, há mais massa para você deixar de lado. A temperatura do ar também contribui - o ar quente é menos denso que o ar frio. Portanto, um dia quente, com baixa pressão e alta umidade exige que menos massa seja afastada.

Isso faz uma diferença mensurável para a aeronave, no entanto, não tenho idéia se um ciclista viaja rápido o suficiente para ser mensurável. Eu acredito que é mais provável que o vento imperceptível e o seu próprio bem-estar (ou a falta dele)

Embora os físicos nos digam que estamos cheios disso, muitos ciclistas pelo menos "percebem" que a resistência do vento é maior em manhãs relativamente úmidas, mas frescas.

(E, é claro, se você e seus colegas de trabalho estavam bebendo juntos na noite anterior, isso poderia ter algo a ver com isso.)

Este artigo sobre resistência ao rolamento menciona como um aparte:

Mais tarde, descobrimos que a temperatura afeta muito a resistência ao rolamento dos pneus.

Se a alteração ocorre frequentemente ao mesmo tempo e da mesma maneira descrita acima, pode resultar em algo muito perceptível.

Em segundo lugar, eu assumiria que uma estrada molhada causaria resistência ao rolamento adicional, pois o pneu teria que se afastar ou pegar um pouco de água enquanto rolava. Certamente posso detectar ruídos adicionais na estrada em dias úmidos ou úmidos, portanto essa energia deve estar vindo de algum lugar.