La puissance développée par un cycliste pour monter le mont ventoux
Pour réaliser mon étude je me suis basé sur les performances d'un cycliste sur une montée particulière, j'ai donc choisi la montée du mont Ventoux par chris froome en 2013.
A partir de la problematique suivante "Comment l'EPO agit sur la puissance développée par un cycliste durant la montée du mont ventoux ?", je me suis demandé quelle était la puissance développée par un cycliste pendant la montée du mont ventoux ?
Pour calculer la puissance j'utilise la formule "Puissance=Energie/Temps et j'ai donc besoin de connaitre l'énergie dépensée, j'ai alors fait des recherches pour faire une distinction entre la puissance et l'énergie.
L'énergie c'est la capacité d'un système à fournir un travail. Elle est exprimée en joule dans le Système International d'unités (SI). Un joule est défini comme le travail d'une force de 1 N pour déplacer le point d'application de cette force d'une distance d'1 mètre,un joule vaut donc 1N * m.
La puissance exprime le transfert d'énergie par unité de temps. Son unité est le Watt, un Watt est égal au transfert d'un Joule par seconde (1 W = 1 J/s).
Pour monter le mont ventoux il y a 3 types d'énergies différentes à surmonter:
- Il y a tout d'abord l'énergie liée au déplacement d'un poids d'un point A a un point B. Pour cela on utilise la formule "Énergie= P*Δh".
P représente le poids en newton, pour l'obtenir on utilise la relation P=masse*g.
La masse exprimée en kg est celle de Chris Foome et de son vélo, elle est égale à 77,8kg.
g reprèsente lui l'intensité de la pesanteur, elle est égale a 9.81 sur terre.
P= 77.8*9.81
P=763.218 N
Δh représente la différence d'altitude en mètre entre le point de départ et celui d'arrivée .
Le point de depart du mont Ventoux se situe a 330m d'altitude et le point d'arrivée a 1912m d'altitude.
Δh= 1912-330
Δh= 1582
Energie= P*Δh
Energie= 763.218*1582
Energie= 1 207 410 j
L'énergie dépensée pour monter le poids de chris froome au sommet du col est de 1 207 410 j.
- Il y a ensuite l'énergie correspondant à la resistance à l'air, on la trouve grace à la formule "Energie= F*d".
F reprèsente la force pour resister contre l'air, elle est éxprimée en Newton et pour la calculer on utilise la formule "1/2p*Scx*Va^2".
p est la masse volumique de l'air, elle est de 1.164 pour une temperature de 30 degrès.
Scx est le coefficient de penetration dans l'air, il est de 0.35 pour un cycliste avec bras flechi (la position de Chris Froome pendant la montée).
Va reprèsente la vitesse, elle est exprimée en m.s.
Le temps de montée de Chris Froome est de 57min et 30s ce qui reprèsente 3450 secondes.
La distance parcourue pas Chris Froome est de 20.8km ce qui fait 20 800m.
Pour etablir la vitesse en m.s on divise le nombre de metre avec le nombre de secondes.
20 800/3 450=6.02
On obtient alors 6.02 m.s.
On peut maintenant utiliser la formule 1/2p*Scx*Va^2.
=1/2*1.164*0.35*6.02^2
=7.38 N
On peut maintenant utiliser la formule Energie= F*d avec F= 7.38 N et d= 20 800 (calculé auparavant).
Energie=F*d
=7.38*20 800
=153 504 j
-Il y a une derniere énergie dont je ne tiendrais pas compte car elle presque nul, c'est l'énergie liée aux frottements.
Je peux donc maintenant calculer la puissance a développer pour monter le mont Ventoux.
La puissance développé pour surmonter la contrainte du poids se calcule en divisant l'énergie depensée par le temps.
Puissance= Energie/temps
=1 207 410/ 3450
=349 W
La puissance développée pour surmonter la contrainte de la résistance à l'air se calcule en divisant aussi l'énergie par le temps.
Puissance= Energie/temps
= 153 504/3450=45W
Puissance finale développée:
=349 W+45W
=394W
On peut conclure que la puissance finale dépensée par Chris Froome pour monté le mont Ventoux est de 394W.
