Para analizar el esfuerzo mecánico aplicado en una bicicleta, se deben calcular dos valores clave: la fuerza aplicada en los pedales (en newtons) y la potencia generada (en vatios). A continuación, se explican los pasos para obtener ambos.
1. Cálculo de la fuerza en los pedales (en Newtons):
La fuerza aplicada al pedal se relaciona con el torque generado sobre la biela y se calcula con la fórmula:
F = T / r
Donde:
F: Fuerza en newtons (N).
T: Torque en newton-metros (N·m).
r: Longitud de la biela en metros (m).
Ejemplo:
Si el torque generado es T = 25.5 N·m y la longitud de la biela es r = 0.17 m, la fuerza es:
F = 25.5 / 0.17 = 150 N
Por lo tanto, la fuerza aplicada en el pedal es de 150 N.
2. Cálculo de la potencia generada (en vatios):
La potencia generada se calcula con la fórmula:
P = T * ω
Donde:
P: Potencia en vatios (W).
T: Torque en N·m.
ω: Velocidad angular en radianes por segundo (rad/s).
La velocidad angular () se obtiene de la cadencia de pedalada (en revoluciones por minuto, rpm) con la fórmula:
ω = 2 * π * (cadencia en rpm) / 60
Ejemplo:
Si el torque es T = 25.5 N·m y la cadencia de pedalada es 90 rpm:
1. Calculamos la velocidad angular:
ω = 2 * π * (90 / 60) = 9.42 rad/s
2. Sustituimos en la fórmula de potencia:
P = 25.5 * 9.42 = 240.3 W
Por lo tanto, la potencia generada es de 240.3 W.
Conclusión:
La fuerza aplicada en los pedales depende del torque generado y de la longitud de la biela, mientras que la potencia generada también considera la velocidad de pedaleo (cadencia). Estas fórmulas permiten evaluar el esfuerzo físico y optimizar el rendimiento en el ciclismo.
