Wat is zwaarder: tegenwind fietsen of bergop fietsen?

“Zo man, ik heb net 30 km/u gefietst bij windje 5 tegen!”
“Ach, dat is niks. Ik ben net Alpe d’Huez opgereden in 45 minuten!”

Soms zijn racefietsers net als vissers, een klein beetje overdrijven hoort er bij … En daar is ook helemaal niks mis mee, toch? Zolang het in een goede sfeer gebeurt.
Maar wat als we hier nou eens objectief naar gaan kijken: wie van bovenstaande twee racefietsers heeft de grootste prestatie neergezet? Oftewel, wat is zwaarder: tegen de wind in fietsen of bergop fietsen? Hieronder laat ik zien hoe je beide kan vergelijken.

Vier weerstanden tijdens het racefietsen

Tijdens het racefietsen heb je te maken met vier verschillende soorten weerstand:

  • Rolweerstand
  • Mechanische weerstand
  • Luchtweerstand
  • Klimweerstand

De rolweerstand (weerstand van je band op de weg) en de mechanische weerstand (ketting, naven) zijn meestal veel kleiner dan de andere twee en zal ik hieronder verder verwaarlozen. Luchtweerstand wordt veroorzaakt doordat je de lucht vóór je moet wegduwen. Dit merk je het beste als je wind tegen hebt. Klimweerstand speelt natuurlijk alleen een rol als je bergop fietst, je moet als het ware jezelf (en je fiets) omhoog trappen. Dit kost extra energie t.o.v. fietsen op een vlakke weg. Daarentegen is de fietssnelheid bergop (veel) lager dan die op het vlakke, zodat luchtweerstand daar weer minder een rol speelt.

Hoe zwaar is bergop fietsen ?

Bij bergop fietsen dien je dus vooral de klimweerstand te overwinnen, de luchtweerstand is hier meestal heel klein omdat je een lage snelheid hebt.
De energie E (uitgedrukt in calorieën) die je nodig hebt om jezelf en jouw fiets (totale massa m, uitgedrukt in kilo’s) bergop te fietsen (hoogteverschil h,uitgedrukt in meters) op te tillen is gelijk aan:

Energie (E) = massa (m) * g * hoogteverschil (h)

Hierbij is g een constante (9.81 m/s^2) die bepaald wordt door de aantrekkingskracht van de aarde.

De energie die je per tijdseenheid levert, wordt wel vermogen P genoemd, uitgedrukt in Watt. Als je bovenstaande energie E levert binnen een bepaalde tijd (tijdsduur t, uitgedrukt in seconden), dan hoort daar dus een vermogen P bij gelijk aan:

Vermogen (P) = energie (E) / tijdsduur (t) = massa (m) * g * hoogteverschil (h) / tijdsduur (t)

Bij bergop fietsen is het hoogteverschil h dat je overwint per tijdsduur t gelijk aan je fietssnelheid v (uitgedrukt in meter per seconde) vermenigvuldigd met het stijgingspercentage van de weg, s:

hoogteverschil (h) per tijdseenheid (t) = fietssnelheid (v) * stijgingspercentage (s) / 100

Zodoende wordt het vermogen dat je levert bij bergop fietsen gelijk aan:

Vermogen (P) = massa (m) * g * (stijgingspercentage (s) / 100) * fietssnelheid (v)

Dit vermogen is tegenwoordig de belangrijkste graadmeter waar wielerprofs op letten. Ze weten precies welk vermogen ze lange tijd kunnen volhouden. Gaan ze over hun maximale vermogen heen, dan wacht onherroepelijk de ‘man met de hamer’.

Voorbeeld 1

Stel, je totale gewicht is 85 kg (jij en je fiets samen) en je wilt met een snelheid van 10 km/u (=2.78 m/s) een helling van 10% op fietsen. Dan moet je daarvoor een vermogen leveren van P = 85 * 9.81 * (10/100) * 2.78 = 232 Watt. Dit is voor de meeste (mannelijke) amateur racefietsers waarschijnlijk (goed) te doen. Wil je die helling twee keer zo hard op fietsen, dan heb je daar het dubbele ver
mogen voor nodig, 463 Watt.

Vermogen (Watt) Stijgingspercentage Fietssnelheid (km/u) Windsnelheid (km/u) Windkracht (beaufort)
200 5 19.5
200 19.5 32 5
200 35.0 3 1
200 10 9.8
200 9.8 62 8
200 19.6 53 7
300 10 14.7
300 14.7 58 7
300 29.4 43 6
300 15 9.8
300 9.8 79 9
300 19.6 69 8

Hoe zwaar is tegenwind fietsen ?

We verplaatsen ons van de bergen naar het vlakke polderland. Op een vlakke weg heb je vooral te maken met luchtweerstand. Het vermogen P dat je hier moet leveren om met tegen de wind in (windsnelheid: Vwind) een fietssnelheid v te halen is gelijk aan:

Vermogen (P) = 0.5 * luchtdichtheid (d) * weerstandsfactor (A) * (fietssnelheid (v) + windsnelheid (Vwind))^2 * fietssnelheid (v)

Hierbij is

d: de luchtdichtheid (in kg / m^3)
A: een weerstandsfactor (uitgedrukt in m^2)

Voorbeeld 2

Wanneer het windstil is (Vwind = 0), dan moet je voor gemiddelde waarden van d (1.205 kg/m^3) en A (0.3 m^2) een vermogen leveren van 166 Watt om 35 km/u te fietsen. Heb je 10 km/u wind tegen, dan gaat je vermogen direct omhoog naar 275 Watt bij diezelfde snelheid van 35 km/u! Een klein beetje tegenwind zorgt dus voor een forse stijging in benodigd vermogen.

Wat is nu zwaarder: tegen de wind in of bergop ?

Om op het vlakke met 35 km/u en 10 km/u tegenwind te fietsen moet je 275 Watt leveren. Dit is iets hoger dan de 232 Watt die je nodig hebt om in de bergen met 10 km/u een helling van 10% op te fietsen.
Wat is nu zwaarder, tegen de wind in fietsen of bergop fietsen? Daarop is helaas geen eenduidig antwoord te geven. Dat hangt namelijk af van jouw gewicht en van je snelheid. Wat je wéll kan aangeven is in welke situaties tegen de wind in fietsen en bergop fietsen “even zwaar” zijn.
In de tabellen hieronder geef ik een aantal voorbeelden van situaties die “˜even zwaar” zijn, in de zin van dat je er een gelijk vermogen P voor moet leveren.

Voorbeeld 3

Vrouw. Gewicht: 65 kg. Gewicht fiets: 10 kg.

Wil je, als vrouw, trainen om een met een snelheid van 9.8 km/u een helling van 10% op te fietsen? Om dit vermogen te trainen kun je net zo goed:

  • met diezelfde snelheid tegen een wind van 62 km/u (windkracht 8) in fietsen, of
  • met twee keer die snelheid (19.6 km/u) tegen een wind van 53 km/u in (windkracht 7)

In al die gevallen heb je hetzelfde vermogen nodig (200 Watt). Deze situatie is aangegeven met vetgedrukte cijfers in de tabel hieronder.

Vermogen (Watt) Stijgingspercentage Fietssnelheid (km/u) Windsnelheid (km/u) Windkracht (beaufort)
200 5 19.5
200 19.5 32 5
200 35.0 3 1
200 10 9.8
200 9.8 62 8
200 19.6 53 7
300 10 14.7
300 14.7 58 7
300 29.4 43 6
300 15 9.8
300 9.8 79 9
300 19.6 69 8
Voorbeeld 4

Man. Gewicht: 80 kg. Gewicht fiets: 10 kg.

Wil je, als man, trainen om met 12.3 km/u een helling van 10% op te fietsen? Om dit vermogen te trainen kun je net zo goed:

  • met diezelfde snelheid tegen een wind van 67 km/u (windkracht 8) fietsen, of
  • met de dubbele snelheid van 24.6 km/u tegen een wind van 31 km/u in (windkracht 5)

Dit kost allemaal 300 Watt aan vermogen. Deze situatie is aangegeven met vetgedrukte cijfers in de tabel hieronder.

Vermogen (Watt) Stijgingspercentage Fietssnelheid (km/u) Windsnelheid (km/u) Windkracht (beaufort)
200 5 16.3
200 16.3 40 6
200 35.0 7 2
200 10 8.2
200 8.2 71 8
200 16.4 40 6
300 10 14.7
300 12.3 67 8
300 24.6 31 5
300 15 8.2
300 8.2 89 10
300 16.4 52 7

Conclusies

Bergop en wind tegen fietsen kúnnen wel vergeleken worden, maar het is niet mogelijk in algemene zin te zeggen welke zwaarder is. Dat hangt af van o.a. je fietssnelheid, je gewicht en de windsnelheid. Je kan wél zeggen welke situaties even zwaar zijn. Zo kun je elke prestatie bergop omrekenen naar een snelheid op het vlakke tegen de wind in, en omgekeerd.

Goed om te weten …

Het is belangrijk om te vermelden dat, bij bergop fietsen je beentempo vaak (veel) lager ligt dan op het vlakke. Niet iedere racefietser kan hier even goed tegen, en je spieren kunnen sneller verzuren door dit lagere beentempo. Dit effect heb ik niet meegenomen hierboven.

Bronvermelding

Bovenstaande berekeningen zijn gebaseerd op het boek “Het Geheim van Wielrennen”. Zo’n titel vraagt natuurlijk om gelezen te worden 🙂 Wie wil nou niet “het geheim van …” ontdekken. Een 100% Nederlands boek, boordevol informatie over alle belangrijke aspecten die jouw fietsprestatie beinvloeden: training, voeding, materiaal, wind, heuvels, vorm van de dag, etc. Een absolute aanrader als je zelf wilt ‘onderzoeken’ hoe je je prestaties het beste kan verbeteren.

Het Geheim van Wielrennen