Ciao, sono nuovo del forume e volevo approfittare della tua competenza.
Cercando nel forum in riguardo al calcolo del consumo calorico ho trovato questa formula (per ottenere almeno un dato indicativo):
kCal=pW*t/1000/1,11631
dove pW viene calcolata con:
pW = [[P*(p / 100 +a)+(KS*v*v)]*v]*9,81
P = peso del ciclista compresa la bicicletta
p = pendenza
a = coefficiente d’attrito, fissato a 0,01 per asfalto in buone condizioni
KS = coefficiente aerodinamico tipico, fissato a 0,021
v = velocità in metri al secondo
ora considerando peso ciclista+bici= 80kg, con un percorso totalmente piatto di 60 km a 30 km/h di media viene un valore di 1190 kcal.
Premetto che sono totalmente ignorante ma a me pare un valore abbastanza elevato, secondo te è un valore plausibile?
Quando si parla di fisica e simulazione di sistemi meccanici gioco in casa, provo a darti una risposta io.
Riscrivo la formula perché mi sembra ci sia qualche errore.
Energia "gravitazionale" = E = m * g * h = m * g * l * (p/100) (campo di forze conservativo)
Energia "dissipata aerodinamicamente" = A = 0.5 * c * (v^2) * l (campo di forze NON conservativo)
Dove:
m = massa complessiva (cilcista + bici + attrezzatura) misurata in [kg]
g = accelerazione gravitazionale, pari a 9,8 [m/(s^2)]
l = lunghezza del tratto preso in considerazione [m]
c = prodotto della sezione frontale per il coefficiente di drag [(m^2)], è difficilissimo da stimare (dipende dalla posizione in bici) e soffre di forti non linearità, un valore 0,4 è ragionevole, che moltiplicato per il coefficiente 0,5 si avvicina all'ipotesi della formula che hai trovato
h = dislivello [m]
v = velocità espressa in [m/s], si ricava dalla velocità in km/h dividendo per 3,6
p = pendenza espressa in percentuale
Il problema è che la dissipazione aerodinamica andrebbe calcolata puntualmente e poi integrata rispetto al tempo, ma la cosa è complessa (lo possono fare automaticamente gli strumenti, ma resta il limite del coefficiente c molto approssimativo). Questa quota della dissipazione può quindi essere solo grossolanamente stimata: per fortuna in alcune situazioni (es. salite ripide) il contributo (e quini l'errore commesso) dell'aerodinamica è limitato (10% dell'energia totale). Per questo, quando la velocità media non è troppo lontana da quella effettiva, l'approssimazione è accettabile.
Per questi motivi non mi preoccuperei troppo della componente "quasi lineare" dell'attrito, direi che è sufficiente una approssimazione di questo effetto come un 1%- 2% dell'energia totale.
Esempio:
m = 60kg + 1kg (equipaggiamento) + 10kg (bici) = 71kg
l = 1000m
p = 10%
v = 18km/h = 5m/s
E = 71 * 9.8 * (10/100 * 1000) = 69580 [J]
A = 0.5 * 0.4 * (5^2) * 1000 = 5000 [J]
Considerando che il tempo necessario si ricava da l/v e vale t = 200s, si ottiene anche la potenza:
PE = E/t = 348W
PA = A/t = 25W
P totale = PE + PA = 373W
Eventualmente puoi aggiungere un margine dovuto all'attrito che, con la stima fatta in precedenza, può valere tra i 5W e i 10W.
