Mathieu van der Poel heeft de afgelopen jaren veel belangrlijke wielerwedstrijden gewonnen, zoals de Ronde van Vlaanderen in 2020, de Amstel Gold Race in 2019 en een etappe in de Tour de France van 2021.
De NOS heeft een filmpje gemaakt waarin ze uitleggen wat een “Watt” nou precies is. Zie onderstaande video:
In het begin zegt de presentatrice dat het in het wielrennen nog maar om één ding lijkt te gaan: wattages.
a) Welke grootheid en welke eenheid worden hiermee bedoeld?
Het vermogen, met als eenheid watt (joule per seconde).
Even later wordt uitgelegd wat vermogen is: “hoeveel kracht hij of zij op de pedalen kan leveren”.
b) Leg uit op basis van een eenhedenbeschouwing waarom dit geen goede definitie voor het vermogen kan zijn.
De eenheid van vermogen is: [P] = W = Js-1 = Nms-1 . De eenheid van kracht is gelijk aan N. Dit komt niet overeen. Dit kan dus nooit een goede definitie zijn.
c) Welke grootheid moet je naast de kracht meten om het vermogen uit te kunnen rekenen?
Er geldt: P = Fv. Als je de kracht van de renner op de pedalen meet, en daarnaast ook de snelheid waarmee hij de pedalen rond laat draaien, dan kan je het vermogen berekenen.
Vervolgens worden de gegevens van Mathieu van der Poel tijdens de Strade Bianchi geanalyseerd. In deze race legde hij de afstand van 186 km af in 4 uur, 45 minuten en 55 seconde.
d) Bereken de gemiddelde snelheid in km/h van Mathieu van der Poel tijdens deze race. Geef je antwoord in het juiste aantal significante cijfers.
$t=4\cdot 3600+45\cdot 60+55=17155~\mathrm{s}$
$v_{gem}=\frac{s}{t}=\frac{186\cdot 10^3}{17155} = 10,84~\mathrm{ms}^{-1}=39,0~\mathrm{kmh}^{-1}$
Op Strava is meer informatie over deze rit te vinden. Het gemiddeld vermogen dat Mathieu van der Poel tijdens deze race trapte is 318 W.
e) Bereken hoeveel energie Mathieu van der Poel tijdens de race leverde. .
$E=Pt=318\cdot 17155=5,46~\mathrm{MJ}$
Een man moet gemiddeld 2500 kcal (1 kcal is 4184 joule) per dag aan energie binnenkrijgen uit zijn voedsel.
f) Bereken jouw antwoord op vraag e in kcal. Vind je dit een groot getal?
5,46 MJ is gelijk aan 1303 kcal. Dat lijkt niet bovengemiddeld veel te zijn, in verhouding met de 2500 kcal. Het is echter wel in iets minder dan 5 uur gebruikt, en naast het fietsen heeft het lichaam nog veel meer gedaan. Het “echte” energiegebruik wordt geschat op 5452 kcal. Dat is meer dan twee keer de dagelijkse hoeveelheid. In krap 5 uur!
In het filmpje wordt uitgelegd dat het absolute vermogen dat een renner kan leveren niet altijd van belang is. Het is voor een klimmer van 50 kg makkelijker om een berg op te rijden dan voor een sprinter van 80 kg. De klimmer heeft voor dezelfde snelheid bergop dus een kleiner vermogen nodig. Bergop kijkt men dan ook graag naar het relatieve vermogen. Het vermogen per kg lichaamsgewicht. Als voorbeeld wordt in het filmpje gekeken naar Pogacar. Hij reed in de afsluitende tijdrit van de Tour de France met een vermogen van 6,5 W per kg een berg op. Hij deed 16 minuten en 10 seconde over deze klim. De massa van Pogacar is 66 kg.
g) Vergelijk het vermogen van Pogacar met het eerder genoemde vermogen van Mathieu van der Poel. Wat valt je op?
Het geleverde vermogen door Pogacar is 6,5 . 66 = 429 W . Dat is ruim meer dan het gemiddelde van Van der Poel, maar, Pogacar hoefde dit vermogen maar 16 minuten vol te houden. Van der Poel had in de laatste 1,5 uur van de Strade Bianche volgens het filmpje een normalized power van 439 watt. Dat is dan weer ruim meer dan Pogacar!
Pogacar kan per kilogram lichaamsgewicht dus veel vermogen leveren, wat hem een goede klimmer maakt. Van der Poel kan een hogere absolute waarde leveren, wat hem op minder bergachtig terrein sterker maakt.
