| Stroming |
| Weerstand in luchtstroming | |
| De lucht weerstand Fw = c·A·½ρv2 | Voor een fietser Met A voor een fietser A ≈ 0,5 m2 , ρ = 1,3 kg/m3 , c ≈ 1,1 voor een gewone fiets. De wrijvingskracht komt daarmee op op Fw = C·v2 met C = 0,36 kg/m. |
| Fietsen met constant
vermogen en wind (mee en tegen) De luchtweerstand = Fw = C·(vfiets+vwind )2 |1|. Om deze kracht te overwinnen moet de fietser een vermogen P leveren van: kracht x weg gedeeld door de tijd. Met weg / tijd = v dus het vereiste vermogen is: P = C·(vfiets + vwind )2 · vfiets |2|. Het vereiste vermogen bij windsnelheid vwind = 0 nemen we als referentie P = C·(v0fiets)3 Dit gesubstitueerd in |2| geeft: (v0fiets))2 = (vfiets + vwind)2 . Dit kunnen we ook schrijven als vwind = -vfiets+ v0fiets √(v0fiets/vfiets) . Deze relatie is onafhankelijk geworden van de evenredigheidsconstante C en kan relatief eenvoudig grafisch uitgezet worden. |
 |
| Zijwind | |
|
De
invloed van zijwind. Gemakshalve stellen we dat vfiets
=
vwind = v.
De component van de wrijvingskracht in fietsrichting, De wrijvingskracht door de wind op de fietser is dan Fw = C·v2fr = C·v2relsin2(½φ) = 4C·v2 sin2(½φ) |2|De component van de kracht loodrecht op de fietsrichting wordt in principe opgevangen door de wielen van de fietser op het wegdek. Als de fietser 'het recht kan houden' dan kost dit geen extra energie. De component van de luchtwrijvingskracht in de fietsrichting bedraagt: FWf = FW·cos ½(π - φ)) = FW·sin (½ φ) |3| Substitutie van |3| in |2| geeft nu FWf = 4C·v2sin3(½φ) |4|Er is geen effect in de fietsrichting ten gevolge van de wind als FWf = 4C·v2sin3(½φ) = C·v2 of 4·sin3(½φ) = 1, dus alsφ = 2 arcsin (1/4)1/3 = 1,36 rad = 78,1° Voor φ = π/2 = 90° (zuivere zijwind) geldt volgens |4| FWf = 4C·v2 √2, dus ook bij zuivere zijwind ervaart de fietser een tegenwind in de rijrichting als gevolg van het feit dat de relatieve snelheid in dit geval gedeeltelijk van voren komt. |
