Kolesarske formule in izračuni

Matematična podlaga za metrike moči, aerodinamiko in zmogljivost

Matematika za vašimi vati

Kolesarjenje postaja vse bolj znanstvena disciplina. Razumevanje formul, ki stojijo za vašimi kolesarskimi računalniki in analitičnimi orodji, vam omogoča boljši vpogled v svojo zmogljivost in pomaga pri načrtovanju treninga. Tukaj so zbrane vse ključne formule, ki jih uporablja Bike Analytics.

Metrike moči in obremenitve

1. Normalizirana moč (NP)

NP = ⁴√(povprečje [30s drseče povprečje moči]⁴)

NP ocenjuje fiziološki strošek vožnje z uteževanjem visokointenzivnih naporov (4. potenca).

2. Faktor intenzivnosti (IF)

IF = NP / FTP

Razmerje med vašo normalizirano močjo in vašim funkcionalnim pragom moči.

3. Indeks obremenitve treninga (TSS)

TSS = (sekunde × NP × IF) / (FTP × 3600) × 100

Poenostavljeno: TSS = Trajanje (ure) × IF² × 100. Kvantificira celotno obremenitev vadbe.

4. Indeks variabilnosti (VI)

VI = NP / Povprečna moč

Kaže, kako enakomeren je bil vaš napor. Kronometri imajo VI blizu 1,0; MTB dirke pa pogosto nad 1,2.

Fizika vzpenjanja

5. Razmerje moči po teži (W/kg)

W/kg = P / M_total

P = povprečna moč (W), M_total = skupna masa kolesarja in kolesa (kg). Ključna metrika za vzpone.

6. VAM (Vertikalna hitrost vzpenjanja)

VAM = h / t

h = pridobljena višina (metri), t = čas vzpona (ure). Izraža se v metrih na uro (m/h).

7. Ocenjena moč na vzponu

P ≈ M_total × g × v × sin(α) + P_rolling + P_aero

g = gravitacijski pospešek (9,81 m/s²), v = hitrost (m/s), α = kot naklona. Pri strmih vzponih prevladuje prvi člen (gravitacija).

Aerodinamika in upor

8. Sila zračnega upora (F_drag)

F_drag = ½ × ρ × CdA × v²

ρ = gostota zraka (~1,225 kg/m³), CdA = uporna površina, v = hitrost glede na zrak (m/s).

9. Moč za premagovanje zračnega upora (P_aero)

P_aero = F_drag × v = ½ × ρ × CdA × v³

Ključno: Moč narašča s kubično potenco hitrosti. Za podvojitev hitrosti potrebujete 8x več moči!

Model kritične moči in W'

10. Enačba kritične moči (model moč-čas)

t = W' / (P - CP)

t = čas do izčrpanosti, CP = kritična moč, W' = anaerobna kapaciteta (kJ). Napoveduje, kako dolgo zdržite nad pragom.

11. W' Balance (W'bal - Skiba model)

W'bal(t) = W' - ∫ e^-(t-u)/τ × W'_depleted(u) du

Matematični model za spremljanje porabe in regeneracije anaerobne baterije v realnem času.

Učinkovitost in energija

12. Bruto učinkovitost (GE)

GE = (Mehanska energija / Metabolna energija) × 100

Pove, kolikšen delež energije, ki jo porabite, se dejansko prenese na pedala (običajno 20–25 %).

13. Poraba energije (kcal)

Energija (kcal) = (P_avg × t_sec) / (4184 × GE)

Če predpostavimo GE = 24 %, dobimo priročno pravilo: 1 kJ opravljenega dela ≈ 1 kcal porabljene energije.

Upravljanje obremenitve (PMC)

14. CTL (Kronična obremenitev / Fitness)

CTL_danes = CTL_včeraj + (TSS - CTL_včeraj) / 42

Eksponentno tehtano 42-dnevno povprečje dnevnega TSS.

15. ATL (Akutna obremenitev / Fatigue)

ATL_danes = ATL_včeraj + (TSS - ATL_včeraj) / 7

Eksponentno tehtano 7-dnevno povprečje dnevnega TSS.

16. TSB (Bilanca / Forma)

TSB = CTL - ATL

Razlika med pripravljenostjo in utrujenostjo. Pozitivna vrednost kaže na svežino oz. "formo".