Om even los te komen van de zorgen van de energiewereld kijk ik graag naar de Tour de France. Maar de commentatoren hebben het ook steeds over energie. Van de winnaar wordt vaak gezegd dat hij de meeste energie had.… Maar is dat wel zo? Is energie de doorslaggevende factor?
Een mooie rit was de klim op de Puy de Dôme. Het laatste stukje naar de top is 4,03 kilometer, op dat stuk wordt 484 meter geklommen (12,01%). Stel: een renner mét zijn fiets weegt ongeveer 75 kilo. Hoeveel energie kost dan de beklimming van dat laatste stukje? Daarvoor is de formule E=mgh te gebruiken: de energie (in Joule) is het gewicht (75 kg) * de zwaartekracht constante (afgerond op 10) * het hoogteverschil (484 m). Dat wordt dan: 75*10*484 = 363.000 Joule.
Of de renner dat nou snel of langzaam doet, maakt voor de energie niets uit. Het onderscheid wordt bepaald door het vermogen van de renner. Het vermogen is de hoeveelheid energie die je in een bepaalde tijd kunt omzetten.
U weet natuurlijk dat een Joule hetzelfde is als een Wattseconde. Het vermogen (in Watt) van de renner is de energie in Joule (= Ws) gedeeld door de benodigde tijd in seconden. Als deze voorbeeldrenner er net zo snel over deed als Pogacar in deze Tour – hij deed het in 863 seconde – dan is het vermogen: 363.000 Ws/863 sec = 420 Watt.
Wat als het vermogen gelijk blijft, maar het gewicht is een kilootje minder? De energie wordt dan: 74 * 10 * 484 = 358.160 Joule.
Als het vermogen gelijk blijft, hoeveel seconden scheelt die kilo op deze klim? De tijd is de energie gedeeld door het vermogen. 358.160 J / 420 Watt = 852 seconden.
Dat scheelt zomaar 11 seconden!
In het wielrennen rekent men met het vermogen in Watt per kilogram lichaamsgewicht. De Tour-renners zitten op zo’n klim rond de 6 Watt per kilo.
Laten we eens rekenen met Pogacar (66 kg) en Vingegaard (61 kg). Pogacar was 8 seconden eerder boven. Hun fietsen wegen alle twee 6,8 kilo. Het hoogteverschil is 484 meter.
| Totaal gewicht | tijd | Energie in Joule E=mgh | vermogen in Watt = Joule/ de tijd in sec. | Watt per kilo lichaamsgewicht | |
| Pogacar (66 kg) | 72,8 kg | 863 sec | 352.352 Joule | 408 | 6,18 W/kg |
| Vingegaard (61 kg) | 67,8 kg | 871 sec | 328.152 Joule | 376 | 6,16 W/kg |
Vingegaard had minder energie nodig om boven te komen, maar Pogacar had een iets groter vermogen per kilogram lichaamsgewicht, voldoende om met zijn hogere gewicht 8 seconden sneller te rijden.
Gaat u deze zomer fietsen in de bergen? Let op het gewicht (vanwege de energie) en doe het rustig aan (vanwege het vermogen)!