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.