Wat kost meer energie?

Gegeven dat je je over een vlak stuk begeeft en dat de situatie verder gelijk is; wat kost meer energie, fietsen in een hoge of in een lage versnelling?

Weet jij het antwoord?

/2500

Als er geen andere factoren zijn zoals je meld, verbruik je evenveel energie.

Bij hoge versnelling moet je zwaarder trappen en bij een lange versnelling moet je meer trappen. Lijkt mij dat het gelijk is

Dus wat geeft meer weerstand. Ik denk in de hoge versnelling aangezien je benen met hogere snelheid door de lucht moeten 'klieven' om dezelfde snelheid te behalen. Toegevoegd na 10 uur: De benen moeten met een hogere snelheid door de lucht dus zullen meer weerstand moeten verdragen. Waarom die minnen?

Net als bij een auto, verbruikt je fietsmotor (jij dus) bij dezelfde snelheid minder energie in hogere versnellingen. Maar als je (te) traag trapt, treed er wel sneller spierverzuring op. Als je snel moet trappen, heb je meestal niet voldoende tijd om je koppel helemaal om te zetten in impuls. Je raakt sneller buiten adem omdat je teveel zuurstof nodig hebt voor de snelle stofwisseling op celniveau. Geen van beide is dus ideaal.

Dit wordt een wat langer antwoord. Fiets je rustig dan is het trappen in een vrij hoge versnelling en ongeveer een trapronde per seconde optimaal. De kracht die je dan gebruikt is niet hoog en je schiet toch op (15-25 KM/H) Wil je echt snel (zoals racefietsers, dan kiezen ze een trapsnelheid van ongeveer 100 slagen(trapronden ) per minuut omdat vastgesteld is dat de spieren dan met de minste verzuring het meeste energie kunnen opwekken. Racefietsers kiezen het verzet (de versnelling) die past bij de mate van inspanning die zich bij die trapsnelheid manifesteert en goed vol te houden is. Dat betekent eigenlijk dat je voor normaal fietsen je versnelling aaanmoet passen bij je trapsnelheid en niet andersom, zoals bij tegenwind, berg op enz. De spier helpt zelf mee het bloed door zich heen te pompen, de klepjes in de aderen voorkomen tergugvloeien van bloed, het kan maar een kant op, richting hart. Iedere keer als je spier zich spant en ontspant wordt het bloed dus ververst. De weerstand die je ondervindt wordt voornamelijk bepaald door je houding, vandaar dat ligfietsen zo populair zijn, met de halve inspanning bereik je ongeveer dezelfde snelheid en trap je zittend in een kuipstoeltje meer vanuit je heupen, wat gunstiger is. Dat je benen wat sneller op en neer bewegen bij een lage versnelling geeft niet veel effect op de luchtweerstand. Wel is het zo dat het wat meer energie op zich kost om snel te trappen dan langzamer die beweging te maken. Het is dus een samenspel van snelheid en kracht welke bepalend is waarmee je het meeste rendement uit je spieren haalt. Als je beseft dat de dubbele rijsnelheid een 4X zo hoge inspanning kost, kun je al snel concluderen dat niet te zwaar trappend, daar een goede versnelling bij kiest, daarom zitten er zoveel versnellingen op duurdere fietsen , ook als naafversnelling. Als antwoord op je vraag : op een vlakke weg kun je beter in een vrij hoge versnelling trappen, dat kost minder energie.

Het beste kwa energieverbruik zou zijn zeer langzaam (geen luchtweerstand) in een zo hoog mogelijke versnelling (geen energieverlies door draaiende benen). Praktisch gezien klopt het bovenstaande antwoord echter helemaal, ook al gezien onze bijzondere spierwerking, waarbij het al arbeid kost om alleen maar kracht uit te oefenen.

De energie van een systeem is de totale hoeveelheid arbeid die moet worden verricht om vanaf een grondtoestand tot de huidige situatie te komen. Theoretisch is het zo dat het niets uit maakt of je in een hoge of lage versnelling rijdt, als het alleen gaat om de totale energie om van A naar B te fietsen onder gelijke omstandigheden. Maar voor de motor (aandrijving), of dat een verbrandonsmotor of een menslijk lichaam betreft, maakt het wel iets uit. Een motor in een te hoge versnelling draait langzamer dan in een lage versnelling. En dan komt het te leveren koppel om de hoek gluren. De grootte van een koppel is gelijk aan de kracht maal de arm. En in die kracht zit het hem. Het maximaal leverbare koppel is een kenmerk van de kracht van een motor (lees ook mens, want die fungeert op dat moment ook als een motor). Een auto/mens met een motor met een groot koppel kan sneller accelereren. Iedere motor kan alleen bij een bepaald toerental het optimale koppel leveren, afhankelijk van het ontwerp. En je weet dat in een te hoge versnelling en een te lage snelheid (dus toerental) de motor gaat schokken. Het benodigde koppel is dan niet beschikbaar. Voor de mens geldt in dat geval dat hij sneller vermoeid zal gaan worden, omdat hij het benodigde koppel niet kan leveren. Natuurlijk is dat zeer afhankelijk van je spierkracht in je benen (kracht x arm). Een prof heeft een hogere spierkracht in zijn benen (lees ook, kan een hoger koppel leveren) en kan daardoor in een hogere versnelling rijden, zonder daarbij snel vermoeid te worden. Maar nogmaals: als je alleen de energie beschouwt, maakt de stand van de versnelling niets uit.

Per saldo zal het gelijk blijven, omdat je er in een hoge versnelling korter over doet.

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord op die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100