サイクリングワット計算機とは？
この計算機は、サイクリストが目標の速度で走るために生み出す必要のある機械的パワー（ワット）を推定します。ライダーが打ち勝たなければならない3つの力、すなわちタイヤと路面の間に生じる転がり抵抗、空気に逆らう空気抵抗（エアロドラッグ）、そして坂を登るときにかかる重力をモデル化しています。さらに駆動ロス（ドライブトレインロス）の係数によって、車輪に伝わるパワーを、実際にペダルで踏み込むべきより大きなパワーへと換算します。これは普遍的な物理モデルであり、どこの国でもそのまま使えます。
使い方
総重量（ライダー＋自転車＋装備）、目標速度（km/h）、路面の勾配（%、平地は0、下り坂はマイナス）を入力してください。転がり抵抗（ロードタイヤで\(C_{rr} \approx 0.005\)）、空気抵抗面積（ロードバイクのフード持ちで\(C_dA \approx 0.3 \text{ m}^2\)）、空気密度（海面高度で\(\rho = 1.225 \text{ kg/m}^3\)）、駆動ロス（\(\approx 2\%\)）の初期値は、ロードバイク乗りにとって妥当な値ですが、ご自身に合わせて調整できます。結果には、ペダルで必要な総パワーと、力ごとの内訳が表示されます。
計算式の解説
パワーは「力 × 速度」で求められます。転がり抵抗の力は \(C_{rr}\,m\,g\)、空気抵抗の力は \(0.5\,\rho\,C_dA\,v^2\)、登坂の力は \(m\,g\,\text{勾配}\) です。それぞれに速度 \(v\)（m/s）を掛けることで、各要素のパワーが得られます。注目すべきは、空気抵抗によるパワーが速度の3乗に比例して増えることです。これこそ、平地でスピードを上げるほど一気にきつくなる理由です。
$$ P = \dfrac{\left(C_{rr}\,m\,g\,v\right) + \left(\tfrac{1}{2}\,\rho\,C_dA\,v^{3}\right) + \left(m\,g\,G\,v\right)}{1 - \dfrac{\text{Drivetrain Loss (\%)}}{100}} $$ここで \(v = \dfrac{\text{Speed (km/h)}}{3.6}\)、\(g = 9.8067\)、\(m = \text{Mass (kg)}\)、\(G = \dfrac{\text{Grade (\%)}}{100}\)、\(C_{rr} = \text{Crr}\)、\(C_dA = \text{CdA}\)、\(\rho = \text{Air Density}\) です。
計算例
体重80 kgのライダーが、平地を30 km/h（8.333 m/s）で、Crr 0.005、CdA 0.3、ρ 1.225、g 9.8067の条件で走る場合：転がり抵抗 \(= 0.005 \times 80 \times 9.8067 \times 8.333 \approx 32.69 \text{ W}\)、空気抵抗 \(= 0.5 \times 1.225 \times 0.3 \times 8.333^3 \approx 106.34 \text{ W}\)、重力 \(= 0 \text{ W}\) となります。車輪側のパワーは約139.04 Wで、駆動ロス2%を考慮して0.98で割ると、ペダルでは約141.9 Wが必要になります。
よくある質問
なぜ内訳に駆動ロスが含まれていないのですか？ 内訳の3項目は車輪側のパワーを示しています。上部に表示される合計値には、これに駆動ロス分が上乗せされています。
CdAはどの値を使えばよいですか？ 目安として、アップライト姿勢で約0.4、フード持ちで約0.3、下ハンドルで約0.25、タイムトライアル姿勢で0.20以下です。
風は影響しますか？ はい。向かい風は、空気抵抗の項における実質的な対気速度を高めます。この基本モデルでは無風を前提としています。
