Divulgación Los kilovatios en el ciclismo

[Mogi]

Hola un cordial saludo.tengo una duda,y es la siguiente,en plano ,dos ciclistas con la misma bicicleta,el mismo volumen pero difente peso,para conseguir ir a la misma velocidad ,tienen que desarrollar los mismos estíos de fuerza o depende del peso de cada uno, gracias por vuestro interes

[angel relativamente]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Perdona Mogi, antes de nada. ¿Estíos? ¿Eso no significa veranos?

[Mogi]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Perdonarme ha sido la dichosa iPad que me ha corregido automáticamente,quería decir watios.

Es que se ,seguro que en subida ,si que influye el peso del ciclista,pero en plano,no estoy seguro,yo creo que ha iguales características,si lo único que varia es el peso de cada ciclista,en la ecuación ,no interviene la variable del peso ,ahora siempre en plano.
Me gustaría mucho que alguien con conocimientos del tema me lo pudiera explicar y confirmar o desmentir,muchísimas gracias a todos,yo soy un neófito en la materia y mis deducciones son hechas con lo que recuerdo del colé,aquello de la gravedad,y que el peso no influye,no se si tiene algo ver con mi duda .
Un cordial saludo a todos y perdonar mi desconocimiento.

[inakigarber]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Depende de la masa de cada uno, de la velocidad final que vayan a alcanzar y del tiempo que tarden en alcanzar dicha velocidad.
Por ejemplo, si ambos parten de una posición de reposo y en un mismo tiempo alcanzan la misma velocidad, necesitara desarrollar mas energia el que mas masa tenga. Dado que potencia$W=\frac{E}{t}$ Donde E es la energia y T el tiempo que tardamos en desarrollar dicha energia. Por otra parte en la ecuación de la energia si interviene la masa del cuerpo $E=\frac{mv^2}{2}$. Donde m es la masa del ciclista y V la velocidad. Resumiendo; a igualdad de velocidad y de tiempo, el que tiene mas masa necesitara mayor energia y por tanto trabajar con mas potencia. Por cierto, tu hablas de peso, pero supongo te refieres a masa.No se si esto responde a tu pregunta.

[arivasm]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Me temo que la referencia al volumen en la pregunta inicial significa que hay que tener en cuenta la influencia del aire. Nunca he practicado el ciclismo, pero por las veces que lo he visto, con los abanicos, relevos, etc creo que es imprescindible. De todos modos, añade a la energía un término suplementario que será igual en ambos ciclistas. En resumen, mi contribución no es para desdecir a inakigarber, que tiene toda la razón en lo que dice, sino simplemente señalar que la potencia media finalmente no será proporcional a la masa, sino que será de la forma $P_R+\frac{mv^2}{2\Delta t}$, siendo $P_R$ el término de potencia media que procede del frenado del aire (y que será común a ambos).

Por otra parte, como señala inakigarber, en el enunciado falta la referencia al tiempo en el que se alcanza la velocidad, que también es imprescindible tomarlo en consideración, aunque lo razonable es que la comparación se haga para el mismo tiempo. Claro que en ciclismo sería una verdadera tontería no hacerlo así, es decir, que uno de ellos alcance la velocidad en unas pocas pedaladas y el otro se tomase toda la tarde para ello.

[Mogi]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Gracias por vuestras explicaciones,sois muy amables.
Yo quiero decir que imaginarios:
Dos ciclistas,sobre dos bicicletas exactas,con dos morfologias exactas,misma presión en neumáticos,mismo coeficiente de rozamiento,misma resistencia con el aire.circulan en paralelo,a la misma velocidad exacta,por ejemplo 45 km por hora.La carretera por la que circulan es completamente plana,la única diferencia es que uno pesa 58 kg el otro 78 kg.
Una vez se encuentra en paralelo y a esa misma velocidad los 2,mi pregunta es:
Puede ser que tengan que desarrollar la misma potencia,aunque sus peso sean diferentes?.
Gracias por vuestra paciencia.

[arivasm]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Si la velocidad es constante entonces la potencia neta es nula, lo que significa que deben extraer de sus reservas energéticas una potencia igual* a la que es disipada por las fuerzas no conservativas (rozamiento, etc) no perpendiculares a la trayectoria (lo que excluye a la normal que será, junto al peso -que es conservativa y no realiza trabajo si el desplazamiento es horizontal-, las dos fuerzas que sí dependen de la masa). Si la velocidad es la misma y dichas fuerzas son iguales en ambos ciclistas, como la potencia que disipa cada una es $\vec F\cdot\vec v$, entonces la respuesta es, rotundamente, que ambos deben "quemar" sus reservas energéticas con la misma potencia.

*Siendo rigurosos, como la suma es nula, deben extraer una potencia opuesta a la que disipan las demás fuerzas (que será negativa, con lo que la suya será positiva).

[Mogi]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Gracias por tu respuesta

[Mogi]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Y si aceleran a la misma velocidad,el ciclista de Mallor peso necesitaría mas potencia que el de menor peso para acelerar a su misma velocidad,teniendo en cuenta que seguimos en carretera llana,misma bici,mismo rozamiento con la carretera y aire y mismo volumen.
Gracias

[arivasm]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Si tienen aceleración, a la potencia necesaria para contrarrestar la que se lleva el rozamiento, etc. hay que añadir la potencia correspondiente a la fuerza resultante, que es igual a $m\vec a \cdot \vec v$. Por tanto, el de mayor masa necesitará más potencia. De algún modo, estaríamos volviendo a lo que señalamos en posts anteriores, es decir, al término común, que antes llamé $P_R$ hay que añadirle un término que es proporcional a la masa.

De todos modos, y especulando un poco por mi parte, puesto que soy físico y no biólogo, también hay que tener en cuenta que la reserva energética de cada ciclista será proporcional a su masa, con lo que podrían entrar en juego factores diferentes de la mera física del proceso, a la hora de comparar la facilidad de uno y otro para desarrollar potencia.

Por último, señalaré que seguramente no es muy correcto asignarles el mismo volumen (quizá mejor la misma sección frontal, que sospecho es la que condiciona la aerodinámica) si tienen masas diferentes. Posiblemente, el volumen será aproximadamente proporcional a la masa (y la sección frontal será proporcional a la masa elevada a 2/3). Quiero señalar con esto que es más que posible que en el ciclismo sean más favorables las masas pequeñas, pero debo decir que esta última afirmación no procede de un razonamiento sereno por mi parte, sino de una simple intuición.

Saludos!

[Al2000]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Una pregunta, para añadirle sazón al caldo, ¿y que hay de las fuerzas de fricción en los cojinetes? ¿y de la deformación de las llantas, que al deformarse continuamente disipan energía en forma de calor? ¿dependerán estos efectos del peso aplicado?

Saludos,

Al

[arivasm]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Más razones en favor de las masas pequeñas, pero sin pasarse (por aquello de las reservas de energía).

[Mogi]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Estoy admirado
,la inquietud que demostráis ,a la vez que la manera altruista con la que compartís vuestros conocimientos,me ha ayudado a entender un poco el razonamiento de mi pregunta y a recordar que en este mundo hay personas que no solo se mueven por el dinero y los intereses sino por compartir y ayudar a enterder.
Muchas gracias os deseo a todos un día perfecto como un circulo.

[guibix]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Más razones en favor de las masas pequeñas, pero sin pasarse (por aquello de las reservas de energía).

Cierto, eso es para la fricción dinámica que es proporcional al peso, pero la fricción aerodinámica depende de $v^2$, de la densidad del aire y de la forma del objeto.

Aunque la energía absorbida por la fricción aerodinámica es igual en los dos corredores a la misma velocidad, el de mayor masa pierde menos velocidad porqué lleva más energía cinética.

Si la fuerza y la resistencia de los corredores es igual, el de menor masa ganará, simplemente por $F=ma$, pero también sería sensato considerar al corredor de mayor masa como más fuerte y más resistente, lo cual, aunque seguro que gasta más energía y a mayor potencia, tiene opciones de ganar.

Por ejemplo, si la fuerza y la resistencia es directamente proporcional a la masa de cada corredor, entonces el de mayor masa gana, porque los dos se ponen a la misma velocidad en el mismo tiempo, pero como que el de mayor masa tiene más energía cinética, perderá menos velocidad debido a la fricción aerodinámica. Eso, claro está, si los dos son del mismo tamaño y forma

[skynet]

Re: Los kilovatios en el ciclismo

Una pregunta, para añadirle sazón al caldo, ¿y que hay de las fuerzas de fricción en los cojinetes? ¿y de la deformación de las llantas, que al deformarse continuamente disipan energía en forma de calor? ¿dependerán estos efectos del peso aplicado?

Saludos,

Al

la deformación de las llantas produce el llamado rozamiento por rodadura....
sin duda que estos efectos aumentan con el peso, por lo que el ciclista mas pesado tendrá que desarrollar más potencia.