Kold luft gør cyklen tung
Det er ikke bare en illusion, hvis du synes, det er sjovere og nemmere at cykle om sommeren. Det er faktisk lidt hårdere at cykle i koldt vejr end i varmt - fordi luftens tæthed stiger.
Som cyklist tvinger luften dig til at yde en endnu større indsats i kulden. Også selv om vi ser bort fra de ekstra lag tøj, du ifører dig, og den måske tungere cykel, du transporterer dig selv på i vinterperioden.
Luftmodstanden stiger, fordi luftens tæthed stiger. Og det skyldes blandt andet lavere temperaturer.
Vil du holde samme hastighed om vinteren, skal du derfor træde hårdere i pedalerne. Du skal faktisk træde 7 % flere watt eller ca. ét gear på en racercykel.
Iskolde kalkulationer
Den primære årsag til årstidsvariationerne af luftens tæthed (også kaldet den dynamiske viskositet) er ændringer i luftens massefylde. Luftens massefylde styres hovedsagligt af lufttryk og temperatur, sådan at højere lufttryk og lavere temperatur giver højere massefylde, og dermed også en højere tæthed.
Når luftens tæthed stiger, så stiger den kraft også, som skal til for at gennembryde luften. Med andre ord. Luftmodstanden stiger, når luftens tæthed stiger. Og det skyldes blandt andet lavere temperaturer.
Temperaturen er lavest om vinteren, mens lufttrykket i gennemsnit er stort set ens sommer og vinter. Godt nok er variationerne størst om vinteren (± 15 hPa versus ± 7 hPa om sommer ved stationen på Fanø), men ikke store nok til at dominere over temperatureffekten.
De større udsving i lufttrykket om vinteren er årsagen til, at storme hører til den årstid.
Luftens tæthed ved forskellige temperaturer kan aflæses i tabeller. Den kan selvfølgelig også regnes ud. I dette tilfælde, hvor det kun er massefylden, der varierer, kan en simpel tilstandsligning klare ærterne. For en ideal gas gælder tilstandsligningen:
rho = p/(T*R)
altså:
massefylde = tryk/(temperatur*konstant).
R afhænger i virkeligheden lidt af, hvor stor en del af luften, der er vanddamp, men det ser vi bort fra her.
For konstant tryk varierer massefylden altså som 1/T. Hvis T falder fra 280 til 270K (Kelvin: den absolutte temperaturskala) øges tætheden og modstanden med ca. 3,5 %. Og det gælder som en tommelfingerregel for hvert spring på 10 °C i det temperatur-interval, vi cykler i.
Så meget betyder det
Fra sommer til vinter går de hårdhudede helårscyklister fra at cykle i 20 °C til at cykle i temperaturer omkring frysepunktet. Her er den procentmæssige forskel i vindmodstand ved samme hastighed ca. 7 %.
Da vindmodstanden stiger omtrent med kvadratet på hastigheden relativt til vinden, kan de 7 % opleves ret forskellige alt efter om du:
1. Holder hastigheden ved at træde hårdere i pedalerne.
2. Accepterer fartnedsættelsen og træder med samme belastning.
Vælger du det første, skal du træde 7 % flere watt eller ca. ét gear på en racercykel. Det er meget! Vælger du den anden mulighed og træder samme antal watt, vil det reelt ikke nedsætte din hastighed ret meget, fordi dit watt-behov falder drastisk med selv en mindre nedgang i hastighed.
Selvom hastighedsnedsættelse er lille, ca. 1 km/t for en hurtig cyklist, er det alligevel nok til at mange ærgerrige cyklister bemærker det. Og ved man ikke lige hvorfor, kan det føre til nagende tvivl om egen form og cyklens kvalitet, og ønsket om en stor, tohjulet julegave.
Den forøgede luftmodstand gælder selvfølgelig også for alle andre, ikke kun for cyklister. Biler bruger mere benzin og togene mere el og diesel - men til gengæld har fly en større lastevne, og møllerne producerer mere strøm ved samme vindhastighed.
Temaansvarlig Henrik Vedel
Opdateret 30. august 2018
