Aerodynamik: Selv den forreste rytter får faktisk en vindfordel i forfølgelsesløb
Hvordan i alverden kan den forreste rytter få gavn af at have tre ryttere på slæb? Læs med, og få den fascinerende forklaring på et kuriøst fænomen.
Holdforfølgelsesløb_aerodynamik_fysik

I holdforfølgelsesløb konkurrerer to hold bestående af tre eller fire ryttere mod hinanden. Det danske herrelandshold har netop kvalificeret sig til OL-finalen. (Foto: Shutterstock)

I holdforfølgelsesløb konkurrerer to hold bestående af tre eller fire ryttere mod hinanden. Det danske herrelandshold har netop kvalificeret sig til OL-finalen. (Foto: Shutterstock)

I dag bliver der kørt 4.000-meter-holdforfølgelsesløb på banen, og det danske hold er storfavorit til guldet. 

Det danske hold er ikke alene forsvarende verdensmester, men satte ved samme lejlighed også verdensrekord med tiden 3:44,672 (se her, hvordan det så ud

Det betyder, at de har kørt med en vanvittig gennemsnitshastighed på 64 km/t – vel og mærke fra en stillestående start. 

De fleste ved nok, at man kan køre væsentligt hurtigere som hold, end hvis man bare kører alene. Grunden er, at rytterne skiftes til at føre og bagefter får lov til at sidde i læ af en forankørende rytter.

Men hvad sker der rent fysisk, når vi sidder i læ? Og hvorfor oplever den forreste rytter i en gruppe også en lavere luftmodstand, sammenlignet med hvis den rytter skulle køre alene med samme hastighed?  

For at kunne svare på disse spørgsmål skal vi vide lidt mere om, hvad der skaber vindmodstand. 

Fakta
Kæmpe OL-tema på Forskerzonen

Er du glad for både OL og videnskab? Under OL bringer vi stort set hver dag kl. 11 en artikel, der dykker ned i videnskaben bag de forskellige discipliner. Artiklerne er skrevet af idrætsforskere. 

De kommer bl.a. omkring cykling, håndbold, badminton, surfing, skateboarding, vægtløftning, kajak, klatring og kuglestød.

Videnskab.dk’s Forskerzonen bliver udgivet takket være støtte fra vores partnere: Lundbeckfonden, Aalborg Universitet, Roskilde Universitet og Syddansk Universitet.

Vi prioriterer og redigerer indholdet uafhængigt af partnerne. Læs mere om Forskerzonens retningslinjer her.

Sådan opstår luftmodstand

Når vi cykler på en flad vej, oplever vi en kraft, som virker imod os – nemlig luftmodstand. Der er to mekanismer, som skaber luftmodstand:

  1. Friktion mellem luft og overfladen af cyklen og cyklisten
  2. Trykforskel mellem luften foran og bagved cyklisten

Hvad angår 2) gælder det, at når du cykler i luft, vil der være et overtryk foran dig og et undertryk bag ved dig. Det skaber en kraft, som virker mod kørselsretningen. Man kan sige, at man bliver suget tilbage.

Det er trykforskellen, som beskrevet i 2), der ændres, når man ligger på hjul på hinanden, og derfor bliver ens fart ikke bremset i samme udstrækning.  

Hvor meget vinder man ved at ligge på hjul? 

Professor Bert Blocken fra Eindhoven Universitet i Holland har undersøgt trykfordeling omkring cykelrytteren under forskellige forhold. Det gør han med brug af såkaldte CFD-modeller. 

CFD står for Computational Fluid Dynamics, og på lidt mere jævnt dansk vil det sige, at man bruger computermodeller, som estimerer strømninger af luft omkring objekter. 

I 2018 har Bert Blocken og hans gruppe undersøgt effekten af at ligge på hjul på hinanden i en gruppe fra 2 til 9 ryttere med brug af computermodeller. 

I Blockens computermodel antager de, at rytterne ligger på hjul fra hinanden med 15 centimeter afstand med en hastighed på 54 km/t. Resultater af den simulering kan ses i nedenstående figur.

aerodynamik_cykling_forfølgelsesløb_fysik_vindmodstand

Figuren viser, hvordan hver rytter – selv den forreste – oplever mindre luftmodstand sammenlignet med at køre alene ved samme hastighed. (Figur: Blocken et al. (2018))

Derfor får den forreste rytter også en fordel

Figuren viser den relative luftmodstand i forhold til en rytter alene. 

Rytteren alene i toppen af figuren oplever en luftmodstand på 100 procent. Lad os så fokusere på den røde kasse, hvor fire ryttere ligger på hjul af hinanden – ligesom i holdforfølgelsesløb. 

Nummer 4 i rækken oplever kun 46,6 procent af den luftmodstand, han ville opleve, hvis han kørte alene med 54 km/t.

For nummer 3 og nummer 2 i rækken er det henholdsvis 50,2 og 61,8 procent af luftmodstanden.

Men kig nu på nummer 1 i rækken – altså den rytter, som fører. Ved ham står der 97,6 procent. Det betyder, at han oplever 2,4 procent mindre luftmodstand, i forhold til hvis han kører helt alene med 54 km/t. 

Det er en lille, men dog signifikant reducering af luftmodstanden. Hvordan går det dog til? 

Grunden er, at trykforholdene for den første rytter bliver anderledes, så snart en rytter ligger på hjul. 

Simuleringerne viser, at undertrykket (eller ’suget’) bag ved den førende rytter bliver mindre, når han har rytterne på slæb, og dermed oplever han en reduceret luftmodstand. 

Så næste gang du synes, at du tager for mange føringer i din lokale motions-cykelklub, skal du bare tænke på, at det stadigvæk er lettere end at køre helt alene.

Banecykling starter 2. august og slutter 8. august. Det danske herrelandshold kører finale kl. 11.06 4. august. Se hele programmet her.  

Se alle Forskerzonens artikler i OL-temaet i boksen herunder. 

Alle må bruge og viderebringe Forskerzonens artikler

På Forskerzonen skriver forskere selv om deres forskning. Vi mener, det er vigtigt, at alle får mulighed for at læse om forskning fra forskerens egen hånd.

Alle må derfor bruge, kopiere og viderebringe Forskerzonens artikler udfra følgende enkle krav:

  • Det skal krediteres: 'Artiklen er oprindelig bragt på Videnskab.dk’s Forskerzonen, hvor forskerne selv formidler'. Hvis artiklen bringes på web, skal der linkes til artiklen på Forskerzonen.
  • Artiklen må ikke redigeres og skal bringes i fuld længde (medmindre andet aftales med forskeren).
  • Du skal give forskeren besked om, at du genpublicerer.
  • Artikler, som er oversat fra The Conversation, skal have indsat en HTML-kode til indsamling af statistik i bunden. HTML-koden finder du i den originale artikel på The Conversations hjemmeside ved at klikke på knappen "Republish this article" ude til højre, derefter klikke på 'Advanced' og kopiere koden. Du finder linket til artiklen på The Conversation i bunden af Forskerzonens oversatte artikel. 

Det er ikke et krav, men vi sætter pris på, at du giver os besked, hvis du publicerer vores indhold (undtaget indhold fra The Conversation). Skriv til redaktør Anders Høeg Lammers på ahl@videnskab.dk.

Læs mere om Forskerzonen i Forskerzonens redaktionelle retningslinjer.

DOI - Digital Object Identifier

Artikler, produceret til Forskerzonen, får tildelt et DOI-nummer, som er et 'online fingeraftryk', der sikrer, at artiklerne altid kan findes, tilgås og citeres. Generelt får forskningsdata og andre forskningsobjekter typisk DOI-numre.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs mere om blandt andet det mikroskopfoto, som du kan se herunder.


Annonce: