Derfor kan sidevind splitte Tour-feltet på Storebæltsbroen
Vind er altafgørende i cykelløb – i særdeleshed hvis den kommer fra siden. Her får du forklaringen på, hvorfor sidevind splitter cykelfelter til atomer.
tour_de_France_sidevind_fysik_aerodynamik_effektivt_effektiv_vindmodstand_hvad_er_bedst_hvordan_ligge_på_hjul_storebæltsbroen_storebælt

Cykelrytterne lægger sig i en såkaldt vifte, når de kører i sidevind. Der kan de ligge i læ af hinanden og hvile en smule, men der er ét problem: Pladsmangel. (Foto: Ray Rogers - CC-BY-SA 2.0)

Cykelrytterne lægger sig i en såkaldt vifte, når de kører i sidevind. Der kan de ligge i læ af hinanden og hvile en smule, men der er ét problem: Pladsmangel. (Foto: Ray Rogers - CC-BY-SA 2.0)

Får vi stærk sidevind, når Touren kører over Storebæltsbroen på lørdag?

Det er vi mange cykelfans, der håber på. Sidevind skaber nemlig spændende cykelløb.

En ellers halvkedelig, flad etape kan pludselig blive højdramatisk, hvis der er masser af sidevind og hold, der forstår at udnytte den. Det ville ikke være første gang i Tourens historie, at sidevind har skabt kaos i feltet.

Forskerzonen dækker Tour de France


For første gang nogensinde begynder verdens hårdeste cykelløb i Danmark!

Før, under og efter du har hujet og jublet af det forbikørende felt, eller mens billederne glider over din skærm hjemme i stuen, kan du klikke ind på Forskerzonen, hvor forskerne fortæller og gør os klogere på forskellige dele af Tour de France

Hvor mange kalorier forbrænder rytterne?

Hvor hårdt og hvor hurtigt træder de?

Hvor meget koster Tour-starten i Danmark?

Det er blot nogle af de spørgsmål, forskere svarer på i de kommende uger. 

Lørdag d. 2. juli køres anden etape fra Roskilde til Nyborg. I de sidste 20 kilometer krydser rytterne Storebæltsbroen (se etapebeskrivelsen hér).

Hvis vinden kommer fra nord eller syd, er der gode chancer for sidevindskørsel på selve broen, men også hvis vinden kommer fra vest, er der gode chancer for sidevindskørsel på vestkysten af Sjælland.

Alle ved, at man kan spare masser af energi ved at ligge på hjul af hinanden (se eksempelvis hér og hér).

Men hvorfor er sidevindskørsel så hård, og hvorfor bliver feltet splittet så hurtigt, når man ikke lige kan komme med i viften?

Det har en gruppe forskere fra Lyon prøvet at finde ud af ved hjælp af vindtunnel-eksperimenter.

Vindens vinkel og styrke er afgørende

Først skal vi have styr på, hvordan en cyklist oplever vinden.

Når en cyklist cykler med 40 kilometer i timen (svarende til 11 meter i sekundet) i vindstille forhold, oplever en cyklist en luftstrøm omkring sig med lige netop de 40 kilometer i timen.

Hvis nu den samme cyklist cykler lige mod en stiv kuling på 40 kilometer i timen, men bevarer sin egen hastighed på 40 kilometer i timen, oplever cyklisten faktisk en luftstrøm omkring sig på 80 kilometer i timen.

Det bliver lidt anderledes, når vinden kommer fra siden.

På Figur 1 herunder har vi en kørselshastighed og sidevind. Sidevind har en størrelse (længden af pilen) og en retning.

tour_de_France_sidevind_fysik_aerodynamik_effektivt_effektiv_vindmodstand_hvad_er_bedst_hvordan_ligge_på_hjul_storebæltsbroen_storebælt

Den røde pil viser den resulterende vind-vektor, som er vektorsummen af kørselhastighed og vinden. Vinklen mellem kørselsretningen og den resulterende vind-vektor kaldes yaw-vinkel. (Illustration: Ditte Holst Svane-Knudsen)

I det her eksempel er retningen lige fra siden. Vinden, som cyklisten oplever, er vektorsummen af de to sorte vektorer, altså hastigheden i bevægelsesretningen og sidevinden. Vektorsummen er den røde pil.

Den resulterende vind-vektor (vektorsummen) har en vinkel i forhold til kørselsretningen, som på engelsk kaldes ’yaw angle’. Størrelsen af den resulterende vind-vektor og yaw-vinklen er afhængig af kørselshastighed, vindstyrken og retning af vind.

På figur 2 ser vi den situation, som forskerne fra Lyon har analyseret i en vindtunnel. Her ser vi på en gruppe på fire ryttere.

De første tre ligger i en vifte, mens rytter 4 ligger lige bag rytter 3.

Forskerne har målt den relative vindmodstand for rytter 3 og 4 for forskellige yaw-vinkler.

Det vil sige, at de har varieret forholdet mellem kørselshastighed, vindstyrke og vindretning for at se i hvilke sidevindsforhold, det er bedst at være med i viften – og dermed også værst at være udenfor. 

tour_de_France_sidevind_fysik_aerodynamik_effektivt_effektiv_vindmodstand_hvad_er_bedst_hvordan_ligge_på_hjul_storebæltsbroen_storebælt

Figuren viser den situation, som blev analyseret af en gruppe forskere fra Lyon med fire ryttere i vindtunnelen. Rytter 1, 2 og 3 ligger på vifte mens rytter 4 ligge lige bag rytter 3. De har så målt den relative vindmodstand for rytter 3 og 4 for forskellige yaw-vinkler. (Billede: Kraemer et al (2021))

Resultatet kan ses i figur 3. Rytter 3 er den blå linje, og rytter 4 er den røde.

Y-aksen repræsenterer den luftmodstand, som rytteren oplever i forhold til, hvis han skulle køre alene. Desto lavere den er, desto lettere er det altså for rytteren.

X-aksen repræsenterer yaw-vinklen af den resulterende vind-vektor. Det vil altså sige, at man kan se, hvordan luftmodstanden ændrer sig for de to ryttere, når yaw-vinklen ændres.

Og forskellene i luftmodstand hos de to ryttere er endog meget store!

tour_de_France_sidevind_fysik_aerodynamik_effektivt_effektiv_vindmodstand_hvad_er_bedst_hvordan_ligge_på_hjul_storebæltsbroen_storebælt

Figuren viser forskellen i luftmodstand for rytter 3 og 4 ved forskellige yaw-vinkler. Når yaw-vinklen bliver større end 30 grader, begynder det at blive rigtig hårdt, hvis man misser viften. (Figur: Kraemer et al. (2021))

Desto mere yaw-vinkel, desto vigtigere er det at være en del af viften

Man kan se, at vindmodstanden for rytter 3 bliver mindre, når yaw-vinklen bliver større.

Med andre ord kommer rytter 3 til at ligge mere i læ af rytter 1 og 2, når vinden kommer mere og mere fra højre side.

Lad os så kigge på rytter 4. Når den oplevede vind kommer næsten forfra (en yaw-vinkel mellem 0 og 20 grader), sidder han fint i læ af rytter 3 og oplever en lav vindmodstand.

Fakta
Om Forskerzonen

Denne artikel er en del af Videnskab.dk’s Forskerzonen, hvor forskerne selv formidler deres forskning, viden og holdninger til et bredt publikum – med hjælp fra redaktionen.

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

Forskerzonens redaktion prioriterer indholdet og styrer de redaktionelle processer, uafhængigt af partnerne. Læs mere om Forskerzonens mål, visioner og retningslinjer her.

Det sker dog en voldsom stigning af vindmodstand for rytter 4, når yaw-vinklen overstiger 30 grader.

Ved en yaw-vinkel på 40 grader oplever rytter 3 kun cirka 30 procent af luftmodstanden, mens rytter 4 oplever 80 procent.

Det betyder, at rytter 4, som ikke kan komme med på viften, skal arbejde virkelig hårdt for at følge med.

En vifte består selvsagt ikke altid af tre ryttere, men kan variere alt efter, hvor bred vejen er, og hvor meget plads der gives af de andre ryttere.

Rytter 4 repræsenterer altså bare den sidste rytter – ham der ikke er plads til i viften. Hvis han ikke kan klare den ekstra luftmodstand, så splittes feltet.

Og hvis det sker, får vi et forrygende cykelløb. 

Læs meget mere om videnskaben bag cykelløbet i vores store Tour de France-tema. Der kommer nye artikler fra forskerne i løbet af juli.

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.

Videnskab.dk Podcast

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

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om det bizarre havdyr her.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk