watt -> rpm / watt -> steigung

[scrubble]

hallo

ich habe zwei fragen bei denen ich hoffe das ihr mir weiterhelfen könnt.

 

1. bei meinem grundlagentraining auf meinem ergometer sollte ich laut vital coach bei 50 watt -> pulsbereich 77 - 91/min -> mindestens 40 minuten fahren. nun meine frage, wenn ich nicht auf meinen zielpuls komme soll ich dann die watt/widerstand erhöhen oder einfach schneller fahren, also die rpm erhöhen? was ist besser für die grundlage?

ich muss dazusagen dass ich absolut auf kein radrennen oder anderes trainiere sonder nur gesunden radsport mit kleinen leistungssteigerungen machen möchte. ziel im spätsommer bzw. herbst einige "bergetappen" fahren.

 

2. gibt es eine möglichkeit die wattanzahl vom ergometer auf eine durchschnittliche steigung mit dem mountainbike umzurechnen bzw. zu vergleichen??

 

danke und gruß

scrubble

[peregrin]

ad 2.) Ja, an sich schon, aber die Fahrgeschwindigkeit spielt auch eine Rolle.

 

Leistung = Arbeit/Zeit = (Kraft*Weg)/Zeit = Kraft* (Weg/Zeit) = Kraft*Geschwindigkeit.

 

... wobei Kraft und Geschwindigkeit gleichgerichtet sein müssen, konkret senkrecht (so wirkt die Schwerkraft).

Ein Fahrrad-Kettentrieb hat bis zu 98% Wirkungsgrad, mit allen anderen Fahrwiderstände dazu würde ich ausm Bauch heraus 90% Wirkungsgrad ansetzen (wobei das evtl. noch zu hoch ist?).

 

Also ist die Leistung, die dein Körper abgibt (dein Ergometer anzeigt)

 

P_ergo = m*g*v*sin(alpha)*1/eta

 

mit:

m ... Masse von dir + Fahrrad (kg)

g ... Erdbeschleunigung mit 9.81 m/s²

v ... Fahrgeschwindigkeit auf der schiefen Ebene (m/s = km/h*0.278)

alpha ... Winkel der schiefen Ebene (falls du die Steigung p in Prozent willst/hast, ist alpha=atn(p)

eta ... Wirkungsgrad, s. o. ~0.85 - 0.9

 

Zum Beispiel:

 

Du wiegst inkl. Rad 85 kg, leistest laut Ergometer 200W, dann wäre bei einer Fahrgeschwindigkeit von 12 km/h die zugehörige Steigung:

 

p = tan(alpha)

p = tan(arcsin(P_ergo*eta/(m*g*v)))

p = tan(arcsin(200*0.85/(85*9.81*12*0.278)))

p = 0.06, also 6% Steigung, der Winkel ist ~3°30'

[Retrolisthese]

hallo

ich habe zwei fragen bei denen ich hoffe das ihr mir weiterhelfen könnt.

 

2. gibt es eine möglichkeit die wattanzahl vom ergometer auf eine durchschnittliche steigung mit dem mountainbike umzurechnen bzw. zu vergleichen??

 

danke und gruß

scrubble

 

 

Zu Punkt 2.) - sehr schwierig. Bin neulich in einer Gruppe eine

moderate Steigung raufgefahren. Mal in die Beine gefühlt und

nach dem Puls geschätzt irgendwas um die 220W. Fährt einer

mit so einem Leistungsmesssystem neben mir und sagt er fährt

340 Watt Zuerst hab ich ihm das nicht abgenommen

weil bei 340 Watt wäre ich da auf der großen Scheibe gefahren.

 

Er hat mich aber darauf hingewiesen das er ca 80kg hat, und

ich blos 60kg, dann sollte das stimmen. Und wenn du mit dem

MTB unterwegs bist dann sind da noch viele Faktoren wie Reifen

oder auch der Untergrund. Das ganze in %Steigungen oder km/h

umrechnen ist schwierig, bzw wird nie stimmen.

[scrubble]

das habe ich fast befürchtet das man die ergometerwatt nicht auf mountainbike steigung vergleichen kann. ist ja auch nicht sooo schlimm. es wirken einfach zu viele faktoren mit.

 

was sagt ihr zur frage 1??

[peregrin]

Naja, von meinem Vorschlag hältst du nix?

 

Die größte Unsicherheit ist bestimmt der Rollwiderstand (Reifendruck usw.) und sobald du im Wiegetritt fährst, kannst du's auch vergessen (weil dann der Schwerpunkt mit Trittfrequenz zusätzliche Potentialänderungen durchmacht und die sind schwer quantifizierbar).

 

Was macht denn ein Ergometer, wenn es Leistungen berechnet? Nicht einfach Drehzahl und Moment des eingestellten Widerstands messen und multiplizieren? ... dann wäre im Vergleich zur realen Situation bis auf den Reifen (den man mit Erfahrungswerten oder Kennwerten vom Hersteller schon mit einem linearen Wirkungsgrad (s. o.) abschätzen könnte) nix Störendes mehr dazwischen, oder hab ich was vergessen?

[scrubble]

Naja, von meinem Vorschlag hältst du nix?

doch aber leider kapiere ich es nicht ganz bzw. bekomme daraus keine formel mit der ich arbeiten kann.

 

z.b.

ergometer

90 minute ..... 30,5 kilometer ..... 20,3 km/h ..... 57 rpm ..... 54 watt ..... 88 puls ..... 381 kcal

 

mountainbike

76 minuten ..... 19,6 kilometer ..... 15,5 km/h ..... 57 rpm ..... 127 puls ..... 709 kcal ..... 257 höhenmeter ..... durchschnittliche steigung 5%

 

 

ich weiß, es sind keine guten werte, bin ja auch erst seit anfang juni am fahren möchte in zukunft versuchen meine rpm in den 90iger bereich zu steigern.

[Rainer L.]

zur Frage 1:

Ich denke eine 90er Kadenz wird für dich als "Anfänger" schon recht viel sein. Um in den relevanten Pulsbereich zu kommen solltest du ganz moderat die Watt erhöhen.

 

Viel Spaß

u. Gruß Rainer

[peregrin]

ad 2.) Okay, das sind ja eh eine Menge Daten, die du hast.

 

Wie werden die kcal am MTB berechnet (über welche Sensoren)?

 

Wie schwer bist du im Fahrbetrieb am MTB? Alles zusammen, also du + Rad + gesamte Ausrüstung. Versuch das bitte möglichst genau zu bestimmen.

 

EDIT: Aber irgendwas hats da, wenn ich mir beim MTB-Datensatz Höhe und Fahrstrecke anschau, komm ich auf eine Steigung von 0.013, also 1.3 Prozent.

Wie werden Höhenmeter genau gemessen, ist das die absolute (geodätische) Differenz zwischen Start und Ziel oder ist das sozusagen "alles, was man rauffährt" (ist leider beides nicht plausibel, weil im letzteren Fall müsste ja eher zu viel statt zu wenig Steigung rauskommen ...)?

[scrubble]

also, mein bike wiegt 12,5 kg. mein gewicht ist so ca. 75 -76 kg, fahrbereit also um die 78 kg. als reifen habe ich einen leichten mtb reifen mit mittelsteg.

 

zu der steigung beim mtb. die höhenmeter werden bei jeder steigung gemessen, die durchschnittliche steigung geht aber nur auf die höhenmeter und die zurückgelegte strecke bergauf. als höhenmesser habe ich den sigma rox 8.0. die 257 höhenmeter habe ich auf einer bergaufstrecke von 6,4 kilometer gemacht.

 

nützen dich die infos was???

 

danke ... scrubble

[peregrin]

Also ich geh davon aus, dass die Energieangabe von 381 kcal die Energie ist, die dein Körper "verbrennt", und dass die Leistung (die 54 Watt) mechanisch aus dem Schleppmoment am Ergo bestimmt wird.

Denn: 381 kcal, das sind mit Faktor 4.184:

 

E_körper_ergo = 4.184 * 381 kcal = 1594.184 kJ.

 

mit:

4.184 als Umrechnungsfaktor von calorien auf Joule.

 

 

Die Energie, die durch das Schleppmoment am Ergo verbraten wird, sind aber mit den durchschn. 54 W:

 

E_ergo = P*t = 54 * 90 * 60 = 291600J = 291.6 kJ.

 

mit:

P = 54 W (durchschnittliche Leistung)

t = 90 min Fahrzeit (*60 -> Umrechn. auf Sekunden)

 

 

Somit wär der Wirkungsgrad von deinem Körper inkl. Antriebsstrang:

 

eta_ergo = E_ergo / E_körper_ergo = 0.183 = 18.3 %

 

(klingt für mich plausibel, ich weiß nur, dass es beim Laufen etwa 5 % sind, da werden allerdings die Muskeln ungünstiger beansprucht. Das allermeiste gibt der Körper ja durch Wärme ab)

 

Naja, und wenn die 54 W also wirklich die mech. erbrachte leistung ist, kannst eigentlich eh die Gleichung von oben verwenden, um bei gegebener Steigung die Fahrgeschw. am MTB abzuschätzen:

 

Also nochmal mit deinen Zahlen und den Werten vom Ergo, eingesetzt in eine MTB-Bergfahrt ergibt sich für die Steigung beispielsweise:

 

*****************************************

p = tan(arcsin(P_ergo*eta/(m*g*v))) ...eingesetzt:

*****************************************

 

p = tan(arcsin(54*0.85/(90.5*9.81*5.639)))

= 0.9 %

 

mit:

m = 90.5 kg (du und dein Rad)

v = 20.3 km/h * 1/3.6 = 5.639 m/s

P = 54 W

eta = 0.85

 

 

Die größten Unsicherheiten sind halt:

1.) Man weiß nicht, wie genau das Ergo den verbrennten Energiewert überhaupt ausrechnet.

2.) Den Wirkungsgrad der durch die Übertragung von mech. Leistung an der Kurbel bis mech. Leistung "aufwärts" am Hügel vorliegt, kann ich nur schätzen (mit 0.85) - der Reifen spielt aber sicher eine größere Rolle als die Übertragung Kurbel-Hinterrad.

3.) Dann gibts noch das Problem, dass die Strecken, die du gerade beim MTB-Fahren nicht bergauf fährst, nicht einberechnet werden können, aber natürlich leistest du da auch was ...

 

Zum letzten Punkt: Wenn man nämlich die Wirkungsgrade zwischen der Ergo- und der MTB-Fahrt vergleicht, dann passt das nicht zusammen.

 

Beim MTB wären es:

 

eta_MTB = E_MTB / E_körper_MTB = (90.5*9.81*257) / (709*4.184) = 7.692 %

 

mit:

E_MTB = m*g*h (mech. abgegeb. Energie durch Höhenunterschied)

E_körper_MTB - Umrechnung wie oben!

m ... Masse von dir und dem Rad

g ... Erdbeschleunigung

h ... Höhenunterschied (geodätisch!)

 

 

Das ist aber sicher falsch, denn der Wirkungsgrad wird im MTB-Betrieb nicht plötzlich unter der Hälfte von dem beim Ergo liegen. Der Zahlenwert ergibt so keinen Sinn. Grund ist wohl, dass da die geraden Strecken nicht mit einberechnet sind, wo aber trotzdem Fahrwiderstände auftreten. Genauso spielen natürlich Bodenunebenheiten eine gewaltige Rolle, die mehr Aufwand bedeuten, Gewichtsverlagerung bibabo, beim Ergo fällt das ja alles weg.

 

Das heißt, WENN Vergleiche, dann NUR für konstante Steigungen sinnvoll möglich ...was auch heißt, dass es nicht zu holprig sein darf. Deine Leistungsabgabe müsste so gleichmäßig wie auch am Ergometer erfolgen.

 

... und somit ist's wohl praktisch nicht sehr wertvoll. Du kannst aber immerhin sagen "Ich wäre mit dieser Ergo-Fahrt SO eine Steigung bei SO einer Geschwindigkeit *konstant* und *ohne zusätzliche Widerstände* raufgefahren."

 

 

Hoffe, das hat geholfen, ansonsten frag nach!

 

P.S.: Was du aber zur ganz groben Abschätzung machen kannst, ist einen Überschlagsfaktor einbeziehen, den du aus deinen zwei Messungen heranziehst:

 

Faktor = eta_Ergo/eta_MTB = 2.379

 

Demnach wär MTB-bergauffahrn 2.379x so zach als wie am Ergobike

 

Besser "kalibrieren" ließe sich das aber, wennst einmal versuchst, eine MTB-Messung für eine wirklich reine Bergauffahrt (Serpentinenstraße) herzunehmen.

[scrubble]

wow ...

 

so viele formeln und abkürzungen habe ich seit der schulzeit nicht mehr gesehen was machst du den beruflich??

 

noch mal vielen dank für deine hilfe / arbeit.

 

werde mir beim nächsten schlechten wetter die formeln noch mal mit zahlen ausfüllen und schauen was für werte herauskommen.

wie du aber geschrieben hast kann man die zwei sachen fast nicht miteinander vergleichen ... versuche es aber trotzdem.

 

noch mal danke

scrubble

[Scale20]

Vielleicht hift dir dieser Wattrechner

[DickyMo]

Ich denke genaue Erbegnisse wirst da nie erhalten, wenn man bedenkt von wievielen Parametern und Einflüssen ein radeln im Freien abhängig ist.

 

Wenn du es genau wissen willst, kannste ja mal hier nachlesen:

http://www.analyticcycling.com

 

Ist eben die Frage, mit welcher Näherung du dich zufrieden gibst

[scrubble]

Vielleicht hift dir dieser Wattrechner

 

super danke

dass erleichtert das umrechnen um einiges

[peregrin]

Buhuu, alles umsonst.

 

Für deine Fahrt kommen laut dem Rechner 81.31 W raus.

Wenn man nur die Leistung für den Höhenunterschied rechnet, sinds P = m*g*h/t = 50.036 W.

 

Drum verlangt der wohl auch zusätzlich die Eingabe für die Fahrstrecke, damit macht er wohl die Hochrechnung für die Zusatzaufwände.

 

Was du nicht machen darfst, ist zweimal oder mehrmals rauf und zwischendurch wieder runterfahren, dann stimmt die Hochrechnung nicht mehr (außer du setzt alle "geleisteten" Höhenmeter in den Rechner ein und nicht nur den reinen Unterschied zwischen Start und Ziel, dann dürfts wieder ungefähr hinkommen).

 

Meine: Wenn du zB den Berg rauffährst und dann wieder zum Ausgangspunkt runter, müsstest ja 0 einsetzten - dann ists für den Rechner so, als wär der Berg nie gewesen ...

 

Am allergenauesten wäre es wohl, eine Kurbelwelle zu haben, die mit Dehnmessstreifen bestückt ist. Damit könnte man das Moment, das wirkt, messen und zusammen mit der Trittfrequenz echte Leistungen bestimmen und müsst nicht so blöd schätzen.

Tät mich aber nicht wundern, wenns sowas schon gäbe.

[DickyMo]

Am allergenauesten wäre es wohl, eine Kurbelwelle zu haben, die mit Dehnmessstreifen bestückt ist. Damit könnte man das Moment, das wirkt, messen und zusammen mit der Trittfrequenz echte Leistungen bestimmen und müsst nicht so blöd schätzen.

Tät mich aber nicht wundern, wenns sowas schon gäbe.

Genau so funktioniert doch die Kurbel von ergomo (mittlerweile insolvent) oder SRM.

 

Aber wer gibt schon >899 EUR für son Spass aus ;-)

[scrubble]

ja, der rechner funktioniert einwandfrei. 100% stimmen werden die werte wohl nicht. mich wundert nur das man die rpm dazu nicht angeben muss. die sind ja eingentlich sehr aussagekräftig was den wiederstand angeht.

[peregrin]

Wenn du dir meine meine letzten zwei Postings in Ruhe durchliest, weißt du, warum man die rpm nicht braucht

[NoAhnung]

seas,

 

darüber haben wir gestern beim heurigen gesprochen:

http://web.archive.org/web/20070819103705/kreuzotter.de/deutsch/speed.htm

da die seite gerade nicht online ist eine version aus einem webarchiv.

 

die trittfrequenz is deshalb notwendig da das kettengetriebe einen geringeren widerstand hat wen es langsamer läuft (ebenso die gelenksreibung im körper). genau betrachtet besteht sogar ein unterschied ob du große oder kleine zahnräder (bei gleicher übersetzung) verwendest. deshalb haben die ganzen zeitfahrradln auch so männlich mächtige scheiben vorne:D (ausser da wupf:p)

 

viel spass beim nachrechnen ...

[peregrin]

Von gestern izmir leider nur mehr sehr, sehr wenig im Gedächtnis. :f:

Ein paar kleine Details weiß ich noch, zB wie der Ring ausgschaut hat :s:

 

Genauer kann man sowas immer rechnen, oder sag ma lieber "mit Zahlen schätzen".

MTB scheint bei der Kreuzotter gar nicht auf. Ich glaub, dass da andere Einflüsse schwerer wiegen als Trittfrequenz und Kettenräder.

Und solang man nicht jeden geleisteten Höhenmeter eingibt bzw. sich nicht reine Bergaufstrecken anschaut, halt ichs wie gsagt für sinnlos.

 

Bist du dir sicher, dass die Verluste beim Kettentrieb von der Geschwindigkeit abhängen (wenn man größere Räder bei gleicher Übersetzung verwendet, wird die Umfangsgeschw. eigentl. größer)?

Was ich mich erinner, eher direkt von der Größe der Kettenräder, u. a. weil dann die Glieder nicht so stark geknickt werden (weniger Reibverlust), und sich die Kraft im Zugtrum verringert. Es nimmt bei größeren Rädern auch die Welligkeit in der Übersetzung ab.

 

P.S.: Motorantenne ist leider hin

[NoAhnung]

genau, die größe der kettenräder, wie ich schon erwähnt habe hat aus dem von dir genannten grund einen einfluss auf den wirkungsgrad des antriebs. die trittfrequenz aber auch, da ich bei höherer trittfrequenz die kette bei gleicher leistungsübertrgung schneller bewege und damit auch öfters knicke. das gilt natürlich nur für die bereiche wo die kette kraft überträgt, sprich gespannt ist.

 

hmm, jetzt werd ich auch grad nachdenklich, denn bei kleineren rädern wird ja auch die kette kürzer, d.h. weniger glieder werden pro umdrehung gebogen, das dafür stärker, weiters nimmt die kettenspannung (bei gleichbleibendern zu übertragenden leistung) ab. das wiederum hat sicher auswerkung auf die reibung beim knicken ...

ich würd gerne wissen wie bei kreuzotter die trittfrequenz in die berechnungen einfließen...

wo wirkt sich deiner meinung nach die zahnradgröße stärker aus, bei der kurbel oder bei den hinteren ritzeln?

 

mtb scheint bei kreutotter sehr wohl auf, allerdings ungefedert. aber eine federung braucht bergauf eh niemand, der rahmen und die laufräder sowie reifen flexen eh mehr als ausreichend. deshalb ghört die gabel beim bergauffahren auch gelockt.

 

und eine berechnung für flache strecke macht sehr wohl sinn da die windangriffsfläche ja ab einer bestimmten speed der stärkste zu überwindende widerstand ist. der kreuzotter typ ist meinen recherchen zu folge ein liegeradfahrer deshalb auch so viele liegeradpositionen in seinem berechnungstool.

 

natürlich ist das ganze mit folmeln geschätzt aber er vernachlässigt bei seinen berechnungen fast nichts wesentliches.

und qualitativ hochwertig schätzen ist ohnehin die kunst des technikers. schade dass die formeln im webarchiv nicht dargestellt sind, denn dann könntest dus besser nachrechnen.

 

p.s. schade auch wegen der antenne, was fehlt ihr denn?

[mipooh]

1. bei meinem grundlagentraining auf meinem ergometer sollte ich laut vital coach bei 50 watt -> pulsbereich 77 - 91/min -> mindestens 40 minuten fahren. nun meine frage, wenn ich nicht auf meinen zielpuls komme soll ich dann die watt/widerstand erhöhen oder einfach schneller fahren, also die rpm erhöhen? was ist besser für die grundlage?

ich muss dazusagen dass ich absolut auf kein radrennen oder anderes trainiere sonder nur gesunden radsport mit kleinen leistungssteigerungen machen möchte. ziel im spätsommer bzw. herbst einige "bergetappen" fahren.

Dadurch, dass diese Watt einem Pulsbereich zugeordnet werden, gehe ich davon aus, dass nicht so sehr die Watt im Vordergrund stehen, sondern die Herzleistung. Von daher würde ich eher die RPM erhöhen, allerdings max. bis zu einem praxisgerechten Wert.

Dadurch allein steigt der Puls bereits, ohne dass Kraftausdauer trainiert wird. 50 Watt brauchen nur bei sehr geringen RPM überhaupt sowas wie Kraft, das Gewicht der "herunterfallenden" Beine reicht da bei mir bereits aus.

Ich hab das oft so gemacht, dass ich die RPM mit der Zeit so bis 90/95 erhöht habe und dann mit Watt weiterreguliert habe. Hat mich dann gefreut, zB bei 180 Watt und 90-95 RPM um die 100 Puls zu bleiben (für mich zu der Zeit GA1-Schwelle).

[scrubble]

zB bei 180 Watt und 90-95 RPM um die 100 Puls zu bleiben (für mich zu der Zeit GA1-Schwelle).

:eek:

und ich rede da von 50 watt

 

naja ... ich fange ja erst an und werde in zukunft auch auf den puls und die rpm achten. wie oft "sollte man(n)", so das es sinn macht, in der woche die grundlagen trainieren (als absoluter hobbysonntagsfahrer mit zukunftsplänen)?

[mipooh]

Deine angegebenen Pulswerte erschienen mir für GA recht niedrig. Vielleicht bist Du aber ein Niedrigpulser. Bei mir damals (vor ca 2 Jahren) war mein max 168 und somit die aerobe Schwelle ca bei 100 (Beginn von GA1, darunter gibt es nach meinen bisherigen Informationen keinerlei Trainingseffekt).

Für die oben genannte Leistung hatte ich ca 1,5 Jahre täglich trainiert und jetzt, wo ich wieder anfange, dümpel ich erstmal bei 80 Watt und 80-85 RPM bei einem Puls von knapp 120 rum. Also keine Sorge.

Achso... GA kann man recht bedenkenlos viel trainieren, auch täglich, da die Regeneration normalerweise nur einige Stunden braucht.

[scrubble]

naja meine niedrigen werte habe ich, da ich vor trainingsbeginn, so gut wie kein ergometer bzw. radtraining gemacht habe. dadurch bin ich vermutlich ziemlich schnell im anaroben bereich. laut vitalcoach habe ich auch einen ziemlich niedrigen puls, keine ahnung ob das auch ein grund dafür ist.

 

habe gerade meine sportuntersuchungsergebnisse vor mir liegen aber ich verstehe nur bahnhof:

bei 40 watt ... 76 puls ... 1,6 laktat

bei 80 watt ... 93 pus ... 3,1 laktat

bei 120 watt ... 125 puls ... 4,9 laktat

bei 160 watt ... 150 puls ... 6,9 laktat

bei 200 watt ... 181 puls ... 10,5 laktat

das war so ein stufentest auf einem ergometer

 

wie lange dauert den das gt1?

ich sollte 40 minuten fahren bin dann aber schon, falls ich mehr zeit und lust hatte, zwischen 60 und 90 minuten unterwegs. bringt das was oder sollte ich das lieber lassen??