風のない日に空気抵抗が変化する原因は何ですか？

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定期的に通勤しています。風が感じられない日は、空気抵抗がほとんどなく、スピードで走るのはとても簡単だと感じています。耳に風が吹かない中、比較的静かです。

風が感じられない他の日は、スープに乗っているように感じます。速度を上げるのは本当に難しいし、空気は私の耳にはかなりうるさい。

私は同僚と話し合いましたが、彼らは私が観察したのと同じ日に同じ効果があるとよく言います。彼らは私と同じ方向に進んでいますが、知覚される違いを引き起こすわずかな逆風を排除することはできません。

可能な説明：

これらの日にはわずかな尾風または向かい風があります。
休んだり元気になったりした日は、乗り心地が比較的楽だと感じることができました。

貢献する他の説明はありますか？高湿度または高圧ゾーン？

aerodynamics wind

— マック
ソース

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私はこの「楽な」効果を得ることもありますが、それは追い風にかかっていると結論付けました。私はそれをそよ風だとさえ思っていません...しかし、私が喜びのために乗るとき、私の乗車は一般的にループなので、方向を変えるとすぐにそれを感じることができます。

— PeteH

うん、それは追い風だ。あなたは風に追いついており、空気はあなたに対してあまり動いていないので、それは事実上静かです。

— アンジェロ

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TLDR; 以下の計算が正しいと仮定すると、暑くて湿度の高い日と涼しくて乾燥した日の間で空気抵抗が約10％増加します。わずかだがわずかな追い風または追い風を加えると、2日間で巡航速度に4〜5マイルの差が生じる可能性があります。

空気抵抗は、サイクリストが通常の巡航速度で克服しなければならない主要な力です。あるオンライン計算機によると、典型的なロードバイク、リラックスしたライディングポジション、18mphの巡航速度を想定すると、ライダーの力の75％が抗力を克服するために使用されます。

あなたのプロフィールによると、あなたはオーストラリアのメルボルンに住んでいます。別のオンライン計算機を使用すると、50˚で湿度0％のときの空気密度は1.24kg /m³です。90˚、湿度100％の場合、空気密度は1.13kg /m³です。したがって、寒くて乾燥した日には、暑くて湿度の高い日と比較して、空気抵抗が約10％増加します。

ドラッグの方程式によると、

$F_D = \ frac {1} {2} \ pho v ^ 2 C_d A$

抗力は空気圧に比例して増加します。10％高い密度は、抗力を克服するために必要な10％高い力に相当します。瞬時電力は、式によって決定されます

$P（t）= F \ cdot v$

一定の出力と、その出力の75％が空気抵抗を克服することに専念すると、全体の速度が約7％減少（1 / 1.075）します。クルージング速度は18mphから始めたため、寒く乾燥した日の速度は単純に18mphの93％、つまり16.75mphになります。気付くのに十分だと思います。

もちろん、これらの2日間が互いに密接に発生する可能性は低いようです。しかし、嵐の直前または直後の正午の乗車と、数日前または後の乾いた日の深夜の乗車を比較する場合、1マイルの差で球場のどこかに巻き込まれる可能性が考えられます。

とはいえ、小さな向かい風と追い風であっても、速度に大きな違いをもたらす可能性があります。シェルドンのサイトには、風洞試験を示すグラフがあります。特に、

風洞試験

風角が向かい風から5 mphの風に対して追い風に変わると、25 mphの「正規化された」速度（風がないと仮定）で移動するライダーは、およそ22 mphから28 mphになります。風速の変化に伴うライダーの速度の差は線形であるように見えるため、2mphの向かい風と追い風のようなものでさえ後方に外挿すると、3mphの違いのようなものが生じます。それは間違いなく顕著です。風洞内にあるため、これらのテストは転がり抵抗では行われなかったため、風洞内の25mphは屋外道路での18mphの以前の仮定とおそらく同等です。

効果を組み合わせて、わずかな向かい風のある乾いた日の深夜の乗車と、わずかな追い風のある湿度の高い日の午後の早い乗車を比較すると、2日の間に4-5mphの差があると考えられます。それはすごい。

— スティーブン・トゥーゼ
ソース

素晴らしい答え、ありがとう。一定の速度を維持するために行使する必要がある電力量に10％の差があれば十分だと思います。素晴らしいデータ。

— Mac

これはコメントのほんの一部ですが、一定速度では7.5％の電力差、一定電力では7％の速度差に近くなります。これが最良の答えだと思うなら、受け入れることを忘れないでください。:)

— スティーブントーゼ

ええ、私は常に受け入れます...フィードバックを収集するために数日を与えるだけです:)

— Mac

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湿度の高い日には、H2Oが多いため空気の質量が少なくなります。これは、通常のO2、CO2、N2の重量よりも軽いためです。高圧の日には、あなたが押しのけるためのより多くの質量があります。気温も役割を果たします-熱い空気は冷たい空気よりも密度が低くなります。したがって、暑く、低圧、高湿度の日には、押しのけられる質量が少なくて済みます。

これらは航空機に測定可能な違いをもたらしますが、サイクリストが測定可能なほど速く移動するかどうかはわかりません。気づかないほどの風とあなた自身の幸福（またはその欠如）

— マッテンツ
ソース

2

サイクリングに違いをもたらすと思います。オリンピックの競技場では、彼らはそれを加熱して、空気がより希薄になり、サイクリストがより速く進むようにしました。

— ロブウルフ

そして、世界時の記録の試みは、空気抵抗をできるだけ少なくするために、高高度で行われ、おそらく暖かい空気でも行われます。スポーツにとって重要であるように、差は小さい可能性があります（世界時間記録の試みでは、1時間の間にわずか数メートルの増加が成功または失敗の違いを生む可能性があります）が、通勤には無視できます。

— ロエルシュレーベン

2

物理学者は私たちにそれで一杯だと言いますが、多くのサイクリストは少なくとも比較的湿度が高いが寒い朝に風の抵抗が大きいことを「認識します」。

（もちろん、あなたと同僚が前の晩に一緒に飲んでいた場合、それは何か関係があるかもしれません。）

— ダニエル・R・ヒックス
ソース

私は2番目の段落でlol'ed

— マック

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転がり抵抗に関するこの記事では、余談として言及しています。

（後で、温度がタイヤの転がり抵抗に大きく影響することがわかりました。）

変更が頻繁に同時に発生し、上記で詳しく説明したのと同じ方法で発生する場合、非常に顕著なものになる可能性があります。

第二に、濡れた路面ではタイヤが横に移動したり、転がるときに少量の水を拾ったりする必要があるため、転がり抵抗が増えると思います。濡れた日や湿った日でも、追加のロードノイズを確実に検出できるため、このエネルギーはどこかから来ているに違いありません。

— ジェームス・ブラッドベリー
ソース

私はしばしば、ほとんど雨が降っていない日を見つけ、実際にはより速く進んでいるように見えます。水たまりに乗っているほど濡れていないが、すべてのピットが水で満たされているほど十分に濡れている。私の推測では、水は道路の非常に小さな穴を満たし、古い道路でも新しいアスファルトのように感じます。

— キブビー

@Kibbee道路上の水がタイヤと相互作用する場合、道路の凹凸を減らすことで節約できるよりも、水の周りで跳ねるエネルギーが確実に失われます。水は、関連する速度と力で完全に非弾性的に（物理的な意味で）動作しますが、タイヤは非常に弾性的に（再び物理的な意味で）動作します。したがって、タイヤは水が消散するエネルギーを保存します。

— cmaster-モニカの復元