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Attrito e resistenza in bici

Le forze che influiscono sulla nostra potenza

L'attrito subito dal ciclista si compone di tre elementi:

L'attrito di trasmissione

Attriti meccanici


Si tratta dell'attrito causato dalle parti meccaniche della bicicletta che trasformano la potenza in velocità, ad esempio la catena, i pignoni ed i rotolamenti. Un attrito minimo è ottenuto con rotolamenti ben lubrificati ed una catena perfettamente lubrificata. Tra 3 e 5% della potenza del ciclista viene assorbita dall'attrito di trasmissione. L'attrito di trasmissione resta costante quando la velocità aumenta.

L'attrito di rotolamento

attrito rotolamento


Si tratta dell'attrito che deriva dalla deformazione dei pneumatici. Questa deformazione deriva dal peso della bicicletta e dal ciclista come pure delle diseguaglianze della strada. Assorbe dell'energia che non ritorna più nel sistema. L'attrito di rotolamento aumenta in modo lineare con l'aumento della velocità. Per una velocità di 44 km/h su una carreggiata liscia e senza vento, l'attrito di rotolamento raggiunto per un individuo medio corrisponde al 12% della potenza fornita.

L'attrito dell'aria

Attrito aria


Dato che l'attrito dell'aria cresce al quadrato dell'aumento della velocità, è la resistenza più importante da superare.
La formula per il calcolo della resistenza dell'aria è la seguente:

L'attrito dell'aria può scomporsi come segue:

Resistenza d'attrito
Questa resistenza appare quando gli strati d'aria scivolano le une sulle altre a velocità diverse ed esercitano delle forze le une sulle altre. L'aria vicina al ciclista scivola lungo l'aria ambientale e vi incontra una certa resistenza.

Resistenza aerodinamica
Si tratta della forma più importante d'attrito dell'aria. Dato che l'aria è in un certo qual modo compressa dinanzi al ciclista ed aspirata dietro lui, ne risulta una differenza di pressione davanti e dietro il ciclista che crea una forza contraria.
Il grado di resistenza è definito dall'importanza della superficie frontale del ciclista che è perpendicolare al senso di spostamento e con la forma del corpo, cioè il profilo aerodinamico.
Studi hanno mostrato che il ciclista è responsabile di circa il 75% dell'attrito dell'aria e la sua bicicletta del restante 25 %. Alcuni ricercatori sostengono che il fatto di dotare una bicicletta di un profilo aerodinamico ha sensi soltanto per velocità superiori a 50 km/h. È ovvio che una buona posizione aerodinamica sulla bicicletta è un punto che dipende da numerosi fattori e che può fortemente variare da un individuo all'altro (ad esempio velocità raggiunta).
Per una corsa contro il cronometro un'analisi individuale della posizione sulla bicicletta è indispensabile. La norma che si può utilizzare è la seguente: il tronco orizzontale è la posizione più vantaggiosa in termini d'attrito dell'aria. Ciò vuole dire che la parte superiore dell'anca e le spalle devono trovarsi su una stessa linea orizzontale. Si può dire generalmente che se la divergenza aumenta di 10 gradi, la velocità diminuisce di circa 1 km/h, cioè una riduzione del 2,5 %.