こんにちは。けいすけです。
今日は、スピードとパワーの話をしてみたいと思います。
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速く走ればそれだけパワーを使います
ロードバイクは当然、速く走りたいですよね。
スピードを上げたい！
スピードを上げると、それだけパワーを使います。
その時に、どれくらいパワーを上げたら、どれくらいのスピードで走れるのか？
どれくらいのエネルギーを使うのか？
という目安を知りたいなと思いました。
なので、今回はその目安について話してみます。
例えば、時速40kmを出したら〇〇W使う、時速35㎞を出したら〇〇Wになる…のようなことを簡単に話していきます。
どれくらい出したら、どのくらいエネルギーを使うのか？
ということをだいたいでも良いので知っていれば、これくらいのスピードで走ったら、このくらい走ることができる…などイメージができるわけです。
それをイメージするためにも、数字は絶対に知っておいた方が良いと思います。
基本的に、路面の抵抗やそれ以外にも色々と細かい条件などがあると思いますが、今回はそれらについては、話を簡潔にするために省略します。
なので、空気抵抗だけについて考慮していきます。
例えば、自転車全体の抵抗、駆動系の摩擦の抵抗や、路面の回転の抵抗など、それらはスピードが上がって来れば上がるほどに徐々に割合としては小さくなり、ほとんど空気抵抗だけになってきます。
なので、スピードを上げた際には、空気抵抗のみ考えれば、それほど大外れはしないような議論へ持っていくことができます。
空気抵抗だけを考えた時にパワーは速度の3乗に比例する
なので、今回は空気抵抗のみ考慮していきます。
空気抵抗については、これだけ覚えておけば良いと思います。
どれだけのパワーを出すのか？と言うと、こういうことです。
パワーは速度の3乗に比例する
3乗です！
3乗なので、結構すごい力になります。
つまり、速度が2倍になると、パワーは8倍になると言うことです。
一気にパワーが必要になってきます。
なので、時速20㎞と時速40㎞では、速度が2倍になっているので、パワーは8倍になります。
これは、ものすごい違いですよね。
なので、速く走れば走るほど、一気にパワーが必要になってくるわけです。
なので、反対に、少しでも速度を抑えることで一気に楽になります。
または、ものすごく速度が上がって一気にパワーが必要なときに、もし、自分の前に誰かがヒョッと入ってくれて風除けになると、それはそれで楽になります。
こういうことです。
一つの例ですが、時速25㎞から30㎞へ上がった場合には、パワーが1.73倍になります。
なので、2倍とはいきませんが、かなりのパワーが必要になります。
1.7倍なので、もう別世界と言っても過言ではありません。
この為、やはり時速25㎞は走ることができるけれど、時速30㎞は走れないという人が結構います。
僕も最初は、なかなか時速30㎞巡航ができませんでした。
たった時速を5㎞上げるだけなのに、実は抵抗で言うと約1.7倍も違っているのです。
なので、ここを乗り越えないと時速30㎞走行はできません。
具体例で考えてみる
次は、具体例で考えてみます。
まず時速40㎞で走っているときのパワーが260Wでした。
ということにします。
実際には、体の大きさ、エアロロードやホイールがディープリムだった、あるいはポジションがＴＴポジションのようなものをしていると、値がかなり変わることがあるので、とりあえず目安としてください。
だいたい、これくらいだと思います。
スピードとパワーの関係を、ざっくりと計算をしてみます。
時速40㎞でパワー260Wを元にして、あとは速度の3乗に比例して値を変えてみるとこうなります。
50km/h 508W
45km/h 370W
40km/h 260W
35km/h 174W
30km/h 110W
25km/h 63W
時速25㎞や30㎞などと比べて、時速35㎞になるとやはり一気にパワーが増えてきて174Wになります。
時速40㎞で260Wです。
この後もやはり一気に増えてきます。
時速45㎞で370W、時速50㎞で508Wなど。
本当は、空気抵抗の他に、車輪の回転の抵抗や、あとは駆動系の抵抗が入ってきますので、もう少しこの値よりも若干増える傾向があります。
けれど、大まかな傾向としてはこのくらいになります。
つまり、スピードが上がると、パワーがこれくらいの幅で一気に上がってきます。
なので、巡航速度を時速25㎞から30㎞へ上げるよりも、時速30㎞から35㎞へ上げる方が、必要なパワーが一気に増えるので、やはりかなり大変ということです。
もっと言うと、時速35㎞から45㎞へ上げるには、またさらにパワーが必要になってきます。
このスピードとパワーの関係の仕組みを理解して、目安にしていくと良いと思います。
スピードにそのまま比例するわけでもなく、スピードの2乗に比例するわけでもなく、基本的にはスピードの3乗に比例をしていきます。
なので、少しでもスピードを上げると、その瞬間に必要なパワーは一気に上がってきます。
まとめ
今回は「どれくらいスピードが上がったら、どれくらいパワーを出す必要があるのか？」と言うことを話してみました。
この辺りの具体的な数字は、とりあえず忘れてしまっても良いと思います。
けれど、スピードの3乗に比例すると言うことを知っておくだけで、かなり使いやすい目安になると思います。
これだけは覚えておいて下さい。
では、今回は終わりにします。
ありがとうございました。
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