Fietst het zwaarder met zijwind dan zonder?

[Benm]

Ik denk dat dat wel gaat, met name snachts. Even kijken of er geen vrachtverkeer is en dan gewoon met exact 100 rechts blijven hangen, over verkeer kan er dan veiling langs. Probleem is denk ik eerder de omstandigheden vinden: een constante, aanzienlijke, wind die er precies 90 graden (noordwest of zuidoost dus) op staat.

[Bartjes]

Een niet precies haakse zijwind kan ook wel: het gaat immers om de snelheid van de lucht ten opzichte van de auto. Die relatieve snelheid laat zich steeds ontbinden in een component haaks op de rijrichting en een component tegengesteld aan de rijrichting. Die laatste component moet je constant houden.

[Benm]

Dat gaat denk ik niet werken voor deze vraag: Als er een mee- of tegenwind component in zit zou die een verschil in benodigd vermogen voor een constante stelheid veranderen.

Zelfs als je in beide richtingen rijdt heft dat elkaar niet op. Neem het extreme geval van 100 km/h wind mee, en op de terugweg tegen. Op de heenweg is het vermogen vrijwel nul (beetje voor de rolweerstand, maar dat is bij die snelheden niet zoveel). Op de terugweg moet je echter vermogen leveren waarmee je normaliter 200 km/h zou rijden.

De relatie tussen kracht en luchtsnelheid is niet linear maar kwadratisch, waardoor een mee-/tegenwind component niet uitmiddelt.

[WillemB]

Ik probeer uit te rekenen wat het vermogen is wat nodig is om een fiets met zijwind op koers te houden,
dus het continue verplaatsen van het zwaartepunt, om wind variaties op te vangen..
 
stel fietser 80 kg plus 20 kg fiets, stel totaal op 1000 Newton,
stel zijwind correctie is 4 cm om het zwaartepunt om de 10 seconden. dus effectief 2 cm, wat me redelijk lijkt uit ervaring.
 
Dan zou dus 1000 N maal 2 cm is  20 Nm per 10 sec,, is 2 Nm per sec. oftewel 2 Watt.sec
 
Een gemiddelde fietser produceert volgens de gegevens via google een vermogen van  100 Watt.uur
 
Aantal koers correcties per uur 3600/10 is 360, dan zou het vermogen om op koers te houden
groter zijn dan het voorwaartse vermogen... 720 Watt.uur
 
dat lijkt me wel wat veel...., ziet iemand wat ik niet goed doe.. of is het wel correct..???

[Bartjes]

@ Benm
 
Je hebt gelijk. Ik moet er nog eens zorgvuldiger over nadenken...

[Bartjes]

Ik probeer uit te rekenen wat het vermogen is wat nodig is om een fiets met zijwind op koers te houden,

dus het continue verplaatsen van het zwaartepunt, om wind variaties op te vangen..

 

stel fietser 80 kg plus 20 kg fiets, stel totaal op 1000 Newton,

Dat is het gewicht van de fietser met fiets welke kracht naar beneden werkt.

 

stel zijwind correctie is 4 cm om het zwaartepunt om de 10 seconden. dus effectief 2 cm, wat me redelijk lijkt uit ervaring.

 

Dan zou dus 1000 N maal 2 cm is  20 Nm per 10 sec,, is 2 Nm per sec. oftewel 2 Watt.sec

Dat zou zo zijn als de fietser het gemeenschappelijke zwaartepunt van hemzelf en de fiets iedere 10 seconde 2 cm omhoog zou brengen, wat mij niet de bedoeling lijkt.

[Bartjes]

@ Benm
 
Kun je de door de auto geleverde voorwaartse kracht tegenwoordig ook ergens op een metertje aflezen? Dan hoef je helemaal geen groot stuk te rijden, het is dan voldoende maar een klein stukje te rijden totdat de rijsnelheid en geleverde krachten van de auto gestabiliseerd zijn. In die stationaire situatie lees je dan de door de auto geleverde voorwaartse kracht af. Die meting doe je dan bij een zelfde rijsnelheid eerst bij windstilte, en later nog eens bij een exact haakse zijwind.

[WillemB]

Als het zwaartepunt ongeveer 100 cm hoog zit, en door zijwind verplaatst dit naar links of rechts,
dan komt het zwaartepunt iets lager te liggen. Afhankelijk van de uitwijking. 
 
Het hoogte verschil is inderdaad veel kleiner dan 2 cm, een factor 100, dus je krijgt,
het corrigeren van het hoogteverschil 0,02 cm en de positie 2 cm, beide kosten kracht.
 
Voor het hoogteverschil zou dat dan rond 7 Watt.uur worden, altijd nog 7 %
 
Sommige elektrische fietsen hebben een trapkrachtsensor, dat zou iets zijn om het te meten,
ik weet niet of die kan uitlezen op de fiets computer.

[Bartjes]

Als het zwaartepunt ongeveer 100 cm hoog zit, en door zijwind verplaatst dit naar links of rechts,

dan komt het zwaartepunt iets lager te liggen. Afhankelijk van de uitwijking. 

 

Het hoogte verschil is inderdaad veel kleiner dan 2 cm, een factor 100, dus je krijgt,

het corrigeren van het hoogteverschil 0,02 cm en de positie 2 cm, beide kosten kracht.

 

Voor het hoogteverschil zou dat dan rond 7 Watt.uur worden, altijd nog 7 %

 
Dat balanceren kost inderdaad kracht en energie. Maar dat hangt van allerlei factoren af die met de topicvraag volgens mij niet zo veel te maken hebben, zoals de behendigheid van de fietser, zijn massa en die van de fiets, variaties in de windsterkte en de hoogte van het zwaartepunt. Ook zonder zijwind ben je op een fiets voortdurend aan het balanceren.

 

Sommige elektrische fietsen hebben een trapkrachtsensor, dat zou iets zijn om het te meten,

ik weet niet of die kan uitlezen op de fiets computer.

 
Ik betwijfel sterk of dat balanceren iets met de trapkracht te maken heeft, het lijkt mij vooral een kwestie van bijsturen en lichaamsverplaatsing. Met een trapkrachtsensor - indien aanwezig - zouden overigens wel interessante experimenten gedaan kunnen worden.

[Benm]

@ Benm
 
Kun je de door de auto geleverde voorwaartse kracht tegenwoordig ook ergens op een metertje aflezen? Dan hoef je helemaal geen groot stuk te rijden, het is dan voldoende maar een klein stukje te rijden totdat de rijsnelheid en geleverde krachten van de auto gestabiliseerd zijn. In die stationaire situatie lees je dan de door de auto geleverde voorwaartse kracht af. Die meting doe je dan bij een zelfde rijsnelheid eerst bij windstilte, en later nog eens bij een exact haakse zijwind.

Heb er ook al even over nagedacht. Parameters die vrij standaard te lezen zijn zijn air mass en fuel flow, evenals snelheid. Daarmee rekent de auto het brandstofmengsel en het verbruik uit (sommige hebben een display waar dat op staat). Ik heb wel eens gezien dat ook het koppel getoond kan worden. Bij een bekende transmissieverhouding is dat feitelijk de kracht op de aangedreven wielen (minus overbrengingsverliezen). Als die meting nauwkeurig/herhaalbaar is zou je dit kunnen gebruiken om bij een constante snelheid redelijk goed te zien wat de kracht is.

Uiteraard zou het mooier zijn als je exact kunt zien hoeveel kracht er op elk van de wielen terecht komt, en ik kan me voorstellen dat die gegevens bij auto's met slimme vierwiel-aandrijvingen wel ergens beschikbaar zijn. Ik vrees echter dat het allemaal custom hardware is waar je niet met een ODB adapter bij kunt.

[Bartjes]

http://www.nuonsolarteam.nl/
 
Bovenstaande gasten zouden toch moeten weten hoe het zit. Misschien kunnen zij het voor dit topic verlossende antwoord wel geven - kent hier iemand mensen uit dat team?

[WillemB]

 
Ik betwijfel sterk of dat balanceren iets met de trapkracht te maken heeft, het lijkt mij vooral een kwestie van bijsturen en lichaamsverplaatsing. 

 
Wat ik probeer aan te tonen, is dat zijwind, significant meer energie kost van de fietser, je hebt wel een punt dat het niet hoeft te
betekenen dat er meer trap kracht geleverd moet worden,
 
Echter je topic gaat over: fiets het zwaarder, door het corrigeren wat veel energie kost bij zijwind komt de fietser wel
veel vermoeider aan, wat de indruk kan geven dat het zwaar ging, dus dat deel klopt dan wel volgens mij. 
 
Neemt niet weg dat de vraag of er ook meer trapkracht geleverd moet worden ook belangrijk is.
 
Je hebt dan eigenlijk twee items, inspanning om op koers te blijven en eventueel extra trapkracht om de snelheid vast te houden.

[Bartjes]

Je hebt dan eigenlijk twee items, inspanning om op koers te blijven en eventueel extra trapkracht om de snelheid vast te houden.

 
Precies!
 
Daarbij wil ik nog opmerken dat inspanning om op koers te blijven (en om niet om te vallen!) ook bij windstil weer geleverd moet worden. Fietsen is balanceren. Je zou dan de vraag kunnen stellen wat voor invloed een eventuele wind daarop heeft. Maar dat lijkt mij dan meer iets voor een ander en nieuw topic.
 
Door van een driewieler uit te gaan kan je die hele balanceerkwestie overigens omzeilen.

[Benm]

Wellicht zijn het twee losstaande problemen.

Dat balanceren zal in de praktijk ongetwijfeld een factor zijn voor fietsen en andere inherent onstabiele voertuigen.

In die zin lijkt het me zinvoller om eerst eens op te lossen of het meer energie kost om te rijden met een stabiel voertuig bij zijwind als een auto. Als dat al het geval blijkt te zijn is het antwoord voor de fiets zeker 'ja', zelfs zonder na de details van de werking te kijken. Mocht dit voor een auto niet het geval blijken te zijn dan kun je in meer detail kijken wat fietsen nou zo moelijk maakt en of het daadwerkelijk extra energie kost om niet om te vallen bij zijwind.

[Bartjes]

http://www.nuonsolarteam.nl/
 
Bovenstaande gasten zouden toch moeten weten hoe het zit. Misschien kunnen zij het voor dit topic verlossende antwoord wel geven - kent hier iemand mensen uit dat team?

 
Ik heb zojuist het onderstaande berichtje naar het Nuon Solar Team gestuurd:
 

Beste mensen,

Op het wetenschapsforum zitten we met een vraag waarover we het niet eens kunnen worden. Zie hier:

http://sciencetalk.nl/forum/index.php/topic/194205-fietst-het-zwaarder-met-zijwind-dan-zonder/

Dat lijkt mij iets waarop u vast het antwoord al weet. Mocht u de tijd en gelegenheid hebben dan zou ik het heel leuk vinden wanneer u ons op dat forum verder helpt.

Vriendelijke groet,

Bart van Donselaar