ما هي حاسبة قدرة الدراجة بالواط؟
تُقدّر هذه الحاسبة القدرة الميكانيكية، مقيسة بالواط، التي يحتاج راكب الدراجة إلى إنتاجها للركوب بسرعة يختارها. وهي تحاكي القوى الثلاث التي يجب على الراكب التغلب عليها: مقاومة التدحرج بين الإطارات والطريق، ومقاومة الهواء عند اختراقه، والجاذبية عند صعود طريق مائل. ويحوّل عامل فقد سلسلة الحركة القدرة الواصلة إلى العجلة إلى القدرة الأعلى التي يجب إنتاجها عند الدواسات. إنها نموذج فيزيائي عام ينطبق في أي مكان حول العالم.
كيفية الاستخدام
أدخل الكتلة الإجمالية (الراكب مع الدراجة والمعدات)، والسرعة المستهدفة بوحدة كم/س، ودرجة ميل الطريق كنسبة مئوية (استخدم 0 للطريق المستوي، وقيمة سالبة للنزول). القيم الافتراضية لمقاومة التدحرج (Crr ≈ 0.005 لإطارات الطريق)، ومساحة مقاومة الهواء (CdA ≈ 0.3 م² لوضعية اليدين على المساند العلوية)، وكثافة الهواء (ρ = 1.225 كجم/م³ عند مستوى سطح البحر)، وفقد سلسلة الحركة (≈ 2%) مناسبة لراكب دراجة طريق، لكن يمكنك تعديلها لتناسب حالتك. تعرض النتيجة إجمالي القدرة عند الدواسات إضافةً إلى تفصيلها حسب كل قوة.
شرح المعادلة
القدرة تساوي القوة مضروبة في السرعة.
$$P = \dfrac{\left(C_{rr}\,m\,g\,v\right) + \left(\tfrac{1}{2}\,\rho\,C_dA\,v^{3}\right) + \left(m\,g\,G\,v\right)}{1 - \dfrac{\text{Drivetrain Loss (\%)}}{100}}$$قوة مقاومة التدحرج هي \(C_{rr}\cdot m\cdot g\)، وقوة مقاومة الهواء هي \(0.5\cdot\rho\cdot C_dA\cdot v^{2}\)، وقوة الصعود هي \(m\cdot g\cdot \text{grade}\). وبضرب كلٍّ منها في السرعة \(v\) (بوحدة م/ث) نحصل على القدرة الخاصة بكل مكوّن. لاحظ أن قدرة مقاومة الهواء تتزايد مع مكعّب السرعة، وهذا ما يجعل زيادة السرعة على الأرض المستوية أمرًا مرهقًا للغاية.
مثال محلول
لراكب وزنه 80 كجم يسير بسرعة 30 كم/س (8.333 م/ث) على أرض مستوية بقيم Crr تساوي 0.005، وCdA تساوي 0.3، وρ تساوي 1.225، وg تساوي 9.8067: مقاومة التدحرج:
$$0.005\cdot 80\cdot 9.8067\cdot 8.333 \approx 32.69 \text{ واط}$$مقاومة الهواء:
$$0.5\cdot 1.225\cdot 0.3\cdot 8.333^{3} \approx 106.34 \text{ واط}$$الجاذبية = 0 واط. تكون قدرة العجلة ≈ 139.04 واط، وبقسمتها على 0.98 لمراعاة فقد قدره 2% في سلسلة الحركة نحصل على نحو 141.9 واط عند الدواسات.
الأسئلة الشائعة
لماذا لا يتضمن التفصيل فقد سلسلة الحركة؟ الصفوف الثلاثة في التفصيل تمثّل القدرة عند العجلة؛ أما الإجمالي الرئيسي فيضيف فقد سلسلة الحركة فوقها.
ما قيمة CdA التي ينبغي أن أستخدمها؟ تقريبًا 0.4 في الوضعية المنتصبة، و0.3 مع اليدين على المساند العلوية، و0.25 في وضعية القبض السفلي، و0.20 أو أقل في وضعية سباق الزمن.
هل للرياح تأثير؟ نعم — فالرياح المعاكسة ترفع فعليًا سرعة الهواء في حدّ مقاومة الهواء. أما هذا النموذج البسيط فيفترض هواءً ساكنًا.
