¿Qué tan rápido podría uno hacer un ciclo en el vacío?

Answer 1

Ampliaré la fórmula anterior de Michael E. Gruen.

velocidad = cadencia máxima * relación de transmisión máxima * circunferencia de la rueda

la cadencia máxima es la velocidad con la que puede girar las piernas sin resistencia o con una resistencia mínima, generalmente expresada en rpm. Para una persona promedio, esto es probablemente alrededor de 120, pero hay un número récord de alrededor de 270-300.
relación de transmisión máxima = número de dientes en la rueda de cadena delantera más grande / número de dientes en la rueda dentada trasera más pequeña
circunferencia de la rueda = 2 * Pi * radio de la rueda. Para el radio de las ruedas es necesario tener en cuenta el tamaño de los neumáticos.

Ejemplo de cálculo:
Sé que puedo hacer 120 rpm, que son 7200 revoluciones por hora.
La relación de transmisión máxima en la bicicleta que tengo a mi lado es 50:12.
El tamaño de la rueda es 700x23C, la circunferencia es de aproximadamente 2.08m o 0,00208km
Así que la velocidad máxima que podría obtener es 7200 * 50/12 * 0.00208 = 62,4 km / h

Solo por diversión, suponga que el ciclista puede hacer 200 rpm, 700B de ruedas (2.25 m de circunferencia) y una relación de engranaje de 53:11 (nada extraordinario en realidad), también podría optar por rines récord, ruedas gigantes y platos.
200 * 60 * 0,00225 * 53/11 = 130 km / h

La velocidad máxima está realmente limitada por estos factores, el efecto de la fricción del tren motriz es minúsculo. Cuando hago ejercicio en los rodillos de interior, mi velocidad máxima está limitada por la rapidez con que puedo girar las piernas, no por la fuerza que necesito aplicar.
La principal diferencia entre el ciclo normal y el ciclo en vacío o en rodillos es la falta de resistencia al viento en este último caso. En los ciclos normales, a velocidades más altas, la mayor parte de la energía se gasta superando la resistencia del viento, no el tren motriz o la fricción de rodadura. Esto se debe a que la resistencia al viento aumenta en la progresión cuadrática a medida que aumenta la velocidad.

Enlaces de referencia:
Cálculo del engranaje: http://www.ctc.org.uk/DesktopDef…
Tamaños de los neumáticos: http://www.ctc.org.uk/DesktopDef…
Discusión de la cadencia máxima: http://www.bikeforums.net/archiv…
Eficiencia del tren motriz: http://en.wikipedia.org/wiki/Bic…

Answer 2

El registro de velocidad de las carreras de bicicletas, actualmente en poder de Fred Rompleberg a 269 km / h: http://www.fredrompelberg.com/en …

En ese récord, el piloto está dibujando detrás de un vehículo con tanta fuerza que la resistencia al viento es insignificante, y la fuerza de respuesta más importante es la resistencia a la rodadura.

Es una comparación imperfecta: por un lado, todavía hay aire alrededor de la bicicleta, y eso puede estar creando una resistencia al viento no trivial (sobre todo en la parte superior de las ruedas, que viajan 2 veces la velocidad del suelo), y posiblemente podría haber algunos efecto de vacío que en parte atrae al ciclista hacia el coche de paso (aunque Rompelberg seguía pedaleando a toda velocidad; en el mejor de los casos, cualquier efecto de vacío reducía los efectos de la resistencia a la rodadura).

En términos de resistencia a la rodadura, aquí hay un principio en algunos números y fórmulas plausibles:

http://en.wikipedia.org/wiki/Rol …

… pero me niego a convertir esos datos en un cálculo “real” de cuándo la resistencia a la rodadura alcanzaría los límites del rendimiento humano (que puede calcularse en alrededor de 600 W para ciclistas excelentes durante duraciones en este rango; eso es lo que Sam Wittingham, El titular del registro de VPH, reclama su vataje sostenido, que fue bueno para 130 km / h en los 200 m voladores (ese es el récord de velocidad terrestre del vehículo impulsado por humanos).

Actualización : parece que Bruce Bursford estableció un récord de 334 km / h:

http://www.bikebrothers.co.uk/ul …
http://en.wikipedia.org/wiki/Cyc …

Tenga en cuenta que el primer enlace, justo en la parte inferior de la página, tiene una foto pequeña que muestra lo que creo que es la configuración del rodillo. Este es un tipo de plataforma estacionaria para bicicletas, pero en este caso se trata de una bicicleta real con las ruedas en un juego de rodillos (los ciclistas entusiastas notarán que, a diferencia de la mayoría de los rodillos de entrenamiento en casa, la configuración de Bursford bloqueó la bicicleta en posición vertical en los rodillos) .

Esto puede acercarse más a un resultado teórico de vacío, aunque, por supuesto, todavía estaba pedaleando las ruedas que se movían rápidamente a través del aire en reposo, lo que seguramente reducía la velocidad máxima de su rueda. Yo diría que el desempeño de Bursford establece una velocidad teórica mínima para viajar en el vacío, asumiendo que usted podría enfrentar, um, todos los otros problemas … ¿por qué intenté responder esta pregunta?

Answer 3

0 mph – no puedes respirar en un vacío.