Sorunuz basit ama tam bir cevap karmaşık. En basit cevap Wilson ve Papadopoulos'un (2004) Bölüm 2'sine (özellikle bölüm 4) veya Debraux ve ark. (2011) veya Martin ve ark. (1998) . Bununla birlikte, bu kağıtlar bile modern bisiklet bilgisayarları ve GPS ünitelerinden elde edilen verilerden daha iyi yararlanan yaklaşımları kapsamaz. Güç sürükleme denklemindeki bazı arka plan, sürüklemeyi tahmin etmenin neden bu kadar çok farklı yol olduğunu (buna göre farklı doğruluk, hassasiyet, zorluk ve maliyet seviyeleriyle) anlamanıza yardımcı olacaktır.
Hızı güce dönüştüren denklem iyi anlaşılmıştır. Talep edilen toplam gücün dört kısmı vardır:
Total power = power needed to overcome rolling resistance +
power needed to overcome aerodynamic resistance +
power needed to overcome changes in speed (kinetic energy) +
power needed to overcome changes in elevation (potential energy)
Bunlardan en basit olanı, yükseklikteki değişikliklerin üstesinden gelmek için gereken güçtür. Potansiyel enerjideki değişimi hesaba katmak ve hızdaki değişikliklerin üstesinden gelmek için gereken güç basittir:
watts(PE) = slope * speed in meters/sec * total mass * 9.8 m/sec^2
watts(KE) = total mass * speed in meters/sec * acceleration
Tekerleklerdeki atalet momenti nedeniyle KE bileşeninin küçük bir kısmı vardır, ancak küçük olma eğilimindeki bisikletler için ve genellikle görmezden geliriz. Ancak yuvarlanma direncini ve aerodinamik direnci tanımlamak için gereken denklemler biraz daha karmaşıktır. Martin ve arkadaşlarının yukarıda belirtilen makalesi daha fazla ayrıntı verir, ancak rüzgarı görmezden gelirsek aerodinamik bileşen basitleşir
watts(aero) = 0.5 * rho * CdA * (speed in m/s)^3
burada rho, kg / m ^ 3 cinsinden hava yoğunluğu ve CdA sürtünme alanıdır ("A" ön alan ve "Cd" sürtünme katsayısıdır; CdA onların ürünüdür ve "eşdeğer" olarak düşünülebilir A'nın bir yüzü ile rüzgar yönüne dik tutulan bir küpün alanı.
Son olarak, yuvarlanma direncinin üstesinden gelmek için gereken güç (lastikler, tüpler ve rulman sürtünmesini içerir)
watts(RR) = Crr * total mass * 9.8 m/sec^2 * speed in m/s
Crr yuvarlanma direnci katsayısıdır.
Şimdi, Analyticcycling.com'daki gibi bir çevrimiçi hesap makinesine giderseniz, rho, Crr, Cd ve A için değerler sağlamanız gerektiğini göreceksiniz; daha sonra, belirli bir hız ve eğim değeri verildiğinde, gücü hesaplar. Hava yoğunluğu, rho için çevrimiçi hesaplamaları bulmak kolaydır, ancak Crr ve CdA (veya ayrı olarak Cd ve A) tahminlerini bulmak çok daha zordur.
CdA'yı tahmin etmenin en kolay (ama en pahalı) yolu bir rüzgar tünelinde. Orada, bir nesne bir tartıya monte edilir (temel olarak, çok hassas ve doğru bir banyo tartısı), bilinen bir hızda rüzgar uygulanır, hava yoğunluğu ölçülür ve nesne üzerindeki toplam kuvvet ölçekle ölçülür. Watt kuvvettir (Newton cinsinden) * hız (metre / saniye cinsinden), bu nedenle kuvvet (Newton cinsinden) = watt / hava hızı = 0,5 * rho * CdA * (hava hızı ^ 2). Tünel operatörü rho'yu bilir, hava hızını bilir ve pahalı banyo terazisi kuvveti ölçer, böylece CdA'yı hesaplayabilirsiniz. CdA'nın rüzgar tüneli tahminleri altın standart olarak kabul edilir: deneyimli operatörlerle iyi bir tünelde gerçekleştirildiğinde, ölçümler hassas ve tekrarlanabilir. Pratikte, Cd'yi ayrı olarak bilmek istiyorsanız, ' d Ön alanı A dijital kamerayla ölçün ve bilinen alandaki bir nesnenin (düz kare gibi) dijital bir fotoğrafı ile karşılaştırın. Tarihsel bir yana, yaklaşık 100 yıl önce Dubois ve Dubois, bir kişinin ve referans bir nesnenin fotoğraflarını çekerek, nesnenin ana hatları boyunca fotoğrafları keserek ve sonra hassas ölçeklerdeki kesimleri tartarak ön alanı ölçtüler.
Bununla birlikte, lastikler, tüpler veya yataklardaki direnç hava hızından etkilenmez, bu nedenle rüzgar tüneli verilerinden Crr'yi tahmin edemeyiz. Lastik üreticileri, lastiklerinin büyük döner tamburlarda yuvarlanma direncini ölçtüler, ancak aerodinamik sürtünmeyi ölçemiyorlar. Hem Crr hem de CdA'yı ölçmek için her ikisini de ölçen ve ikisi arasında ayrım yapmanıza izin veren bir yöntem bulmanız gerekir. Bu yöntemler dolaylı alan tahmin yöntemleridir ve doğrulukları ve kesinlikleri bakımından büyük farklılıklar gösterirler.
Son 20 yıla kadar, en yaygın dolaylı alan yöntemi, bilinen eğimdeki bir tepeden aşağı doğru uzanmak ve ya maksimum hızı (terminal hızı olarak da bilinir) ya da tepe üzerinde sabit bir noktadan geçerken hızı ölçmekti. Terminal hızı Crr ve CdA arasında ayrım yapmanıza izin vermez; ancak, belirli bir noktada hızı ölçtüyseniz ve tepenin üstündeki "giriş" hızını kontrol edebilseydiniz, daha sonra farklı giriş hızlarında test edebilir ve iki bilinmeyen Crr ve CdA için çözmek için yeterli denklem elde edebilirsiniz. Tahmin edebileceğiniz gibi, bu yöntem sıkıcı ve kötü hassasiyete karşı sorumluydu. Bununla birlikte, rüzgarsız koridorlardan veya büyük uçak hangarlarının içinden inmek ve "elektrikli gözler" veya zamanlama şeritleri kullanarak hızı nispeten yüksek hassasiyete ölçmek de dahil olmak üzere birçok ustaca alternatif araştırıldı.
Bisiklet üstü güç sayaçlarının ortaya çıkmasıyla aerodinamik ve yuvarlanan sürtünmeyi ölçmek için yeni fırsatlar ortaya çıktı. Kısacası, düz rüzgar korumalı bir yol bulabilirseniz, yolda sabit bir hızda veya güçte binersiniz; daha sonra farklı bir hızda veya güçte tekrarlayın. "Sabit hızda düz ve rüzgar korumalı" gereksinimi, gücün PE ve KE bileşenlerini görmezden gelebileceğiniz anlamına geliyordu ve sadece yuvarlanma direnci ve aerodinamik bileşenlerle uğraşmak zorunda kaldınız, böylece genel güç denklemi basitleşti
Watts = Crr * kg * g * v + 0.5 * rho * CdA * v^3; or
Watts/v = Crr * kg * g + 0.5 * rho * CdA * v^2
burada g yerçekimi nedeniyle ivmedir, 9.8 m / sn ^ 2.
Son formül, denklemin eğiminin CdA ile ve kesişimin Crr ile ilişkili olduğu doğrusal gerginlik ile kolayca tahmin edilebilir. Martin ve ark. yaptı; bir uçak pisti kullandılar, her iki yönde pistlerin ortalamasını aldılar ve rho'yu hesaplamak için barometrik basınç, sıcaklık ve nemi ölçtüler ve rüzgar hızı ve yönü için ölçtüler ve düzelttiler. Bu yöntemle tahmin edilen CdA'nın rüzgar tünellerinde ölçülen CdA'nın% 1'i içinde kabul ettiğini bulmuşlardır.
Ancak bu yöntem, yolun düz olmasını ve hızın (veya gücün) test çalışmasının uzunluğu boyunca sabit olmasını gerektirir.
Bir yeni yöntem CDA ve CRR tahmin etmek için birçok modern bisiklet bilgisayarları ve bisiklet güç metre kayıt özelliği yararlandığını geliştirilmiştir. Eğer hızda (ve isteğe bağlı olarak güçte) an be an kaydedilmişse, gücün KE bileşeninin tahmin edilebilmesi için hızdaki değişiklikleri doğrudan ölçebilirsiniz. Buna ek olarak, bir döngüde dolaşırsanız, döngünün başlangıç noktasına döndükten sonra net yükseklik değişikliğinin sıfır olacağını ve böylece net PE bileşeninin sıfır olacağını bildiğiniz için yolun düz olması gerekmez. Bu yöntem, bilinen net yükseklik değişikliğinin tepelerinden aşağı inmek için uygulanabilir ve uygulanmıştır (yani, sürekli eğime sahip olmanıza gerek yoktur ve eğer coasting ise gücün sıfır olduğunu bilirsiniz). Bu yaklaşımın örnekleri burada ve burada bulunabilirve dikkatle gerçekleştirildiğinde CdA'nın rüzgar tüneli tahminlerini% 1 içinde kuyuya kattığı gösterilmiştir. Yöntem hakkında kısa bir video sunumu burada saat 28: 00'den başlayarak bulunabilir . Bir velodromda kullanılan yöntemin kısa bir videosunu burada bulabilirsiniz