@Tolga Gürgün
hesaplayalım:
yol boyunca harcanan enerji= bisikletlinin kazandığı potansiyel enerji + rüzgar direncidir
potansiyel enerji: kütle*yer çekimi ivmesi*kazanılan irtifa
havaya giden enerji:havanın direnç kuvveti*gidilen mesafe
yazımı kolaylaştırmak amacıyla:
m: bisiklet+bisikletçinin kütlesi (kg)
l: gidilen yol (m)
h: çıkılan yükseklik (m)
g: yer çekimi ivmesi (m/s2)
Fd: hava direnç kuvveti (N)
ro: havanın yoğunluğu (kg/m3)
v: bağıl rüzgar hızı (m/s)
cd: hava direnç katsayısı
A: bisiklet+bisikletçinin toplam kesit alanı (m2)
E: toplamda harcanan enerji (Joule)
Eh: potansiyel enerji (J)
Ed: hava direncine harcanan enerji (J)
t: toplam süre (s)
P: harcanan güç (Watt)
böylece:
P=E/t
E=Eh+Ed
Ep=m*g*h
Ed=Fd*l
Fd=(ro*v^2*cd*A)/2
hava eğer 40 derece ise havanın yoğunluğu:
ro=1.127 kg/m3
bisiklet+bisikletçi için hava diren katsayısı yaklaşık:
cd=0.85
bisikletçi 2.7km'yi 6 dakikada çıkıyorsa hızı 7.5 m/s'dir
rüzgar 13km/h hızla esiyorsa rüzgar hızı 3.61 m/s'dir
bisikletçinin hissettiği rüzgar hızı ise toplamda:
v=11.11 m/s (yaklaşık 40km/h)
bisiklet+bisikletçinin kesit alanını ölçemedim, ama kabul edelim ki yaklaşık:
A=0.6 m2
böylece:
Fd=35.48 N
bisikletli 2.7km yol alıyor ise
l=2700 m
böylece:
Ed=95793 Joule
--
10 kg'lık bisiklet+ 75kg'lık bisikletçinin toplam kütlesi:
m=85kg
yer çekimi ivmesi:
g=9.81 m/s2
%6 eğimde 2700m yol giden bisikletçinin çıktığı yükseklik:
h=161 m
böylece:
Ep= 134249 Joule
o zaman toplam harcanan enerji:
E= 230042 Joule
bu iş 6 dakikada yapılıyorsa
P= 649 Watt
beygir gücüne çevirirsek (1hp=745W)
P=0.85 hp
şimdi burada şöyle bir sıkıntı var, bisiklet+bisikletçinin kesit alanını 0.6m2 kabul ettik. eğer 0.5m2 olsaydı harcanan güç 0.80hp, 0.4m2 olsaydı 0.73hp olacaktı.
eğer bisikletçi 10 değil de 13kg'lık bir bisiklet kullansaydı harcayacağı güç 0.87 hp olacaktı.
eğer hava 20 derece olsaydı hava yoğunluğu 1.205kg/m3 olacağı için harcanan enerji 0,88 hp olacaktı.
ayrıca bisikletteki sürtünmeler ve yol direncinin de ihmal ettik.
bir de 0,7-0,8hp değerleri ne kadar gerçekçi onu da bilemiyorum. gerçek deney sonuçları olan varsa ve bizimle paylaşırsa seviniriz. saygılar