¿Cuánta energía más gastaría si mi bicicleta pesara 2 kilos más? [cerrado]

Tengo una bicicleta que pesa 8 kilos. Un viaje de 10 kilómetros con un promedio de 20 km/h requiere zkWh de energía.

¿Cuánta energía más gastaría si agregara 2 kilos a mi mochila?

O dándole la vuelta: si usara la misma cantidad de energía, ¿cuánto más lento sería?

ACTUALIZACIÓN: pregunto por curiosidad, no por alguna tarea. Hace mucho tiempo que no los tengo :)

Tengo amigos que argumentan que una bicicleta 2 kg más liviana (por ejemplo, una de carreras en lugar de una de ciclocross) me dará serias ventajas debido a la reducción de peso, aunque soy un aficionado en lo que respecta a andar en bicicleta. Yo, por otro lado, realmente no puedo ver por qué esto importaría tanto hasta que me ponga más en forma. De todos modos, no estoy familiarizado con la física necesaria para calcular esto.

Si ayuda, supongamos un aumento de 5 grados de 0 a 5 km en 10 km/h y un descenso de 5 grados de 5 a 10 km en 40 km/h.

Tenga en cuenta que se supone que las preguntas de tarea deben mostrar más esfuerzo. Para obtener más detalles, consulte la Política de tareas .
Esto no es responsable. Depende de cuánto aceleres/desaceleres durante el recorrido en bicicleta, de la diferencia de altitud entre la salida y la meta y de la aerodinámica del ciclista. La fuerza necesaria para acelerar y aumentar la altitud es lineal con la masa, pero la resistencia del aire no depende en absoluto de la masa.
@Volker Supongo que no hay aceleración ni aumento de altitud. Siempre podrías considerar una bicicleta en el vacío. Pero todavía hay muchas variables.
@Volker, no estoy de acuerdo contigo en que esto no es responsable. Podría suponer que la resistencia del aire hará el mismo trabajo en ambos casos, por lo que no afectará la diferencia en el trabajo realizado. Y la aceleración/desaceleración no afectará el trabajo realizado, que solo depende de la masa y la velocidad final. Todavía existe el problema de la altitud y las pérdidas por fricción, pero se pueden aproximar.
Sí, pero luego necesita saber qué fracción de la energía total gastada se destinó a superar la resistencia del aire (y posiblemente otros tipos de fricción) de la energía total. Sin esta información adicional, no se puede dar ninguna respuesta. Toma dos casos extremos: aceleras un poco al principio en un avión, vas a velocidad constante contra el viento hasta el final. Los 2 kilos apenas harán la diferencia. Sin embargo, si estás en las montañas donde el aire es escaso pero subes una pendiente del 30 %, el aumento de energía será de casi un 25 %. Tal vez incluso más si necesitas parar cada kilómetro.
@neu242: ¿Esto es realmente tarea o estás tratando de resolver un problema del mundo real?
No se proporciona suficiente información. ¿Qué peso tiene ahora la bici, qué cuenta de marchas en los piñones, qué presión tienen los neumáticos y cómo es el terreno? ¿La bicicleta tiene suspensión y qué tan rígida es en general? Las variables que necesita tener en cuenta son demasiadas para contarlas.
@Volker: Este es un problema del mundo real. No estoy convencido de que esos dos kilos importen mucho (al menos no para mí), pero otros parecen no estar de acuerdo.
Bueno, ya que establecimos que una respuesta precisa es difícil debido a demasiadas incógnitas, sugiero mirar la evidencia empírica. Los ciclistas profesionales se quitan todo lo que pueden de su bicicleta para ser lo más ligera posible. No harían eso si no tuviera sentido, así que cuando andes en bicicleta largas distancias y cuando los segundos importen, entonces 2 kg también importarán. Además, el peso que le diste a la bicicleta es irrelevante. Si usted y su bicicleta y equipo pesan, digamos, 90 kg, entonces estoy de acuerdo, para el ciclismo recreativo, 2 kg no deberían importar mucho. La mayoría de los términos de fricción van linealmente con la masa, por lo que estimo que es aproximadamente un 2% más difícil.

Respuestas (2)

Si está haciendo esto por curiosidad por una ruta específica: la forma más fácil de obtener una estimación aproximada es mirar el perfil de elevación de su ruta y asumir que cuando va cuesta abajo está gastando la misma cantidad de energía independientemente del peso ( lo que podría no ser exacto), y basa todos tus cambios de energía cuando vas cuesta arriba. Su cambio en los requisitos de energía en una subida específica sería:

mi C h a norte gramo mi = ( metro norte mi w − metro o yo d ) ∗ gramo ∗ h

Si conoce la velocidad promedio cuesta arriba, su cambio de potencia promedio solo durante esa colina sería:

PAG C h a norte gramo mi = ( metro norte mi w − metro o yo d ) ∗ gramo ∗ V a v gramo

Si hace esto para todas las colinas y asume que las bajadas y las llanuras tienen la misma potencia, puede promediar todas sus PAG C h a norte gramo mi para todas esas secciones y obtenga su promedio PAG C h a norte gramo mi .

Si su viaje es mayormente plano, supongo que su ahorro de energía sería casi imperceptible, a menos que, como alguien comentó, simplemente se detenga y acelere todo el tiempo mientras intenta mantener la misma velocidad promedio para ambas condiciones de masa.

Si esta es una pregunta de tarea: creo que la forma de hacerlo es como la respuesta de yankeefan11 aquí usando mi = 1 / 2 ∗ metro ∗ v 2 . La distancia entra en juego cuando quieres calcular el cambio de potencia.

¡Gracias! No es una pregunta de tarea, solo estoy tratando de entender cómo funcionan estas físicas y si esos dos kilos realmente importan mucho. No estoy convencido de que lo hagan :)
Si estás pensando en cuánto "más rápido" puedes ir con una bicicleta que es 2 kilos más liviana, bueno, la verdad no es tanto (aunque 2 kilos de diferencia pueden ser una gran diferencia de dinero en una bicicleta). Lo más importante en una bicicleta es que esté bien ajustado a ella; cuando esté correctamente instalado, podrá poner tanta potencia en la bicicleta como cualquier ciclista con un juego de 10+grand. Claro, no tanta potencia puede ir a la velocidad... pero tal como yo lo veo, solo estás entrenando con pesas;)

Podemos usar el hecho de que nuestra energía se dará como

mi = 1 2 metro v 2
Entonces, suponiendo que puede despreciar la resistencia del aire y que mantiene la misma velocidad, y todo se mantiene simple, la energía adicional que necesita es:
mi norte mi w − mi o yo d
1 2 metro norte mi w v 2 − 1 2 metro o yo d v 2
1 2 v 2 ( metro norte mi w − metro o yo d )

Conoces la diferencia de masa que agregaste, por lo que solo puedes ingresar tus valores.

Entonces, ¿no importa si viajas 10 o 20 km?
Lo hace. La energía se da como .5 metro v 2 , dije que asumo que se mantiene la misma velocidad
¿Dónde está esta distancia en tus ecuaciones?
no lo contabilizo...
Esta es solo una forma de energía. Hay muchos más para andar en bicicleta.
Sí, pero su pregunta parece ser HW preguntando cómo se relaciona la energía con la masa.
@ ja72: ¿Supongo que la resistencia del aire sería más o menos la misma en ambos casos? Lo que realmente estoy preguntando es "¿esos 2 kilos realmente importan en la vida real?".
¿Cuánta energía más gastaría si mi bicicleta pesara 2 kilos más? [cerrado]
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v