Watt necessari per pedalare a una data velocità, tenendo conto di pendenza e vento.
La resistenza aerodinamica scala con il quadrato della velocità relativa: raddoppiare la velocità quadruplica approssimativamente i watt necessari in pianura.
La potenza erogata misurata in watt è la valuta universale del ciclista. Due ciclisti che scalano la stessa collina con lo stesso peso spendono gli stessi watt; uno potrebbe chiamarla una pedalata di recupero mentre l'altro è al limite, ma il misuratore legge lo stesso numero. Questa oggettività è il motivo per cui la potenza ha soppiantato la frequenza cardiaca come standard di riferimento per l'allenamento, le gare e il confronto tra biciclette. Un calcolatore di potenza ciclistica trasforma la domanda inversa in una stima rapida: data una velocità obiettivo, una pendenza stradale, il vento e la massa ciclista+bici, quanti watt devono produrre le gambe per mantenere quel ritmo? Gli allenatori lo usano per stabilire obiettivi realistici per un percorso. I ciclisti amatoriali lo usano per capire perché una salita al 10% a 12 km/h sembra uno sprint mentre una crociera con vento a favore a 40 km/h sembra facile. I ciclisti attenti all'aerodinamica lo usano per quantificare quanto si risparmia con un cambio di posizione: passare da 0,40 m² CdA sulle prese alte a 0,32 m² nelle prese basse vale 30 W a 35 km/h su terreno pianeggiante — esattamente la differenza tra un ritmo di conversazione confortevole e uno sforzo che fa pompare il cuore.
La forza resistiva totale che il ciclista deve superare a velocità costante è la somma di tre componenti:
F_total = F_air + F_roll + F_grav
La potenza alla ruota è forza × velocità: P_wheel = F_total · v. La potenza alle gambe aggiunge la perdita della trasmissione: P_legs = P_wheel / 0,97 (circa il 3% di perdita in catena + cuscinetti).
Inserisca la Sua velocità (il ritmo che desidera mantenere), la Sua pendenza (positiva in salita, negativa in discesa), la Sua massa totale (ciclista + bici + borracce + casco — sia onesto, l'attrezzatura aggiunge 1,5 kg), e qualsiasi vento (vento contrario positivo, vento a favore negativo). I valori predefiniti — CdA 0,32 (prese basse), Crr 0,005 (buoni pneumatici da strada), densità dell'aria 1,225 kg/m³ a livello del mare a 15 °C — sono ragionevoli per una bici da strada sull'asfalto. Li aggiusti in base al contesto: bici da crono CdA 0,22, MTB su sterrato Crr 0,015, altitudine in montagna 0,95.
La lettura del numero grande è la potenza delle gambe in watt; W/kg sotto di essa è la metrica standardizzata che gli allenatori usano per confrontare i ciclisti. Le tre percentuali inferiori Le dicono dove va ogni watt — su una salita del 10%, l'80% combatte la gravità; su un piatto con vento contrario, il 70% è aria; su un piatto liscio senza vento, il 60% è resistenza al rotolamento e il 40% è aria.
Un ciclista di 75 kg su una bici da 7 kg (82 kg totali) vuole sapere cosa è necessario per mantenere 30 km/h su terreno pianeggiante in aria calma, con una posizione stradale tipica (CdA 0,32, Crr 0,005, ρ = 1,225). Velocità in m/s = 30 / 3,6 = 8,33. F_air = 0,5 × 0,32 × 1,225 × 8,33² = 13,6 N. F_roll = 0,005 × 82 × 9,81 = 4,0 N. F_grav = 0. Totale 17,6 N. Potenza alla ruota = 17,6 × 8,33 = 147 W. Potenza alle gambe = 147 / 0,97 = 151 W — che è circa 1,84 W/kg, un ritmo di resistenza facile per la maggior parte dei ciclisti allenati. Ora pedali contro un vento contrario di 25 km/h: la velocità relativa del vento salta da 8,33 a 8,33 + 6,94 = 15,3 m/s. F_air sale a 46 N; la potenza totale richiesta salta a 416 W alla stessa velocità al suolo di 30 km/h. Questa è la punizione per pedalare controvento.
Per il dimensionamento della cronometro, usi CdA 0,20–0,25 e riduca la perdita di trasmissione a 0,98 (catena ben preparata). Per la mountain bike, aumenti il Crr a 0,012–0,018 a seconda che sia sterrato o ghiaia; i tornanti sui sentieri aggiungono perdite di energia transitorie non catturate qui. Per le e-bike, sottragga la potenza di assistenza: un motore centrale da 250 W con il 50% di assistenza contribuisce con ~125 W, quindi le gambe devono compensare il resto.
Per la pianificazione dell'allenamento, la potenza normalizzata (NP) e il fattore di intensità (IF) affinano l'approccio dei watt medi per gli sforzi a potenza variabile. Per le tattiche di gara, il modello alla base di questo calcolo è lo stesso utilizzato dagli aerodinamici al Tour per stimare i costi della fuga rispetto ai risparmi della scia del plotone — un gruppo di 20 ciclisti a 45 km/h necessita di ~325 W per ciclista; con vento in solitaria, la stessa velocità richiede 460 W. Questa è la scienza dietro al fatto che la fuga viene quasi sempre ripresa.