Beim Radfahren wirken gleichzeitig viele verschiedene Kräfte wie z.B. die Rollreibung oder der Luftwiderstand. Um Aussagen über die zu deren Überwindung erforderliche Leistung und Energie machen zu können muss man sich an einige Formeln aus dem Unterricht erinnern.
Leistung=Kraft \(\cdot\) Geschwindigkeit
\[P = F \cdot v\]
Kennt man schließlich noch die Zeitdauer, während der eine bestimmte Leistung aufgebracht wird, so kann man die erforderliche mechanische Energie bestimmen.
\[E = P \cdot t\]
Geschwindigkeits-Leistungsdiagramm
Verständnisaufgabe
a) Entwickle aus dem Geschwindigkeits-Kraft-Diagramm das entsprechende Geschwindigkeits-Leistungs-Diagramm.
b) Berechne, wie viel Prozent seiner Leistung ein Radfahrer bei \(40\frac{{{\rm{km}}}}{{\rm{h}}}\) benötigt, um gegen den Luftwiderstand anzukämpfen.
Dauerleistung
Die folgende Grafik zeigt, wie lange verschieden trainierte Personen eine bestimmte Dauerleistung aufrecht erhalten können.
Aufgabe
a) Entnimm dem Graphen, wie lange ein untrainierter Mensch und wie lange ein trainierter Mensch die Leistung aufrechterhalten kann, die für eine Radfahrt mit \(40\frac{{{\rm{km}}}}{{\rm{h}}}\) nötig ist. Beachte den nichtlinearen Maßstab auf der Zeitachse.
b) Berechne, wie viele \(\rm{kcal}\) in Form von Nahrung der Hochleistungssportler aufnehmen müsste, damit er den Energieverlust einer neunstündigen Radfahrt mit einer Geschwindigkeit von \(40\frac{{{\rm{km}}}}{{\rm{h}}}\) ausgleicht. Gehe dabei von einem Wirkungsgrad des Körpers von \(25\% \) aus.