1w/h減らすために何グラムまで重くできます？

質問

ロードバイクのパーツ選びで悩んでいます。
空気抵抗や駆動抵抗を削減できるパーツは、軽量パーツと比べて重くなるのが常です。
当方の走行スタイルの場合、走行抵抗(空気抵抗や駆動抵抗)を削減するに当たり。
1w/h当たり何グラムまでの重量増を許容したほうが効率的でしょうか？

走行スタイル マッタリのんびり移動の足として
主に平坦の一般道、1割はサイクリングロードを走ります。
走行速度 27km/h
ブレーキ使用量 走行距離1km当たりに27km/hから2回停車できる程度

1g重を時速27km/hに加速させる時に必要とされるエネルギー量(w/h)もできれば教えて下さい。

回答No.3

rabbit_cat

空力パーツの性能を最も表す性能指標は「抗力係数」だと思いますが、
抗力係数のままだとわかりにくいので、カタログなんかだと、確かに、自転車に装着した状態で、「20km/hのときに、抗力を３Ｗ減らせる」という表示方法もありえそうですね。

もし、そうであれば、
＞200gの物体が時速20km/hで動いているときの運動エネルギー量が3.086(J)
＞時速20km/h走行時に削減できるのが3W=3(J)…
＞つまり、20km/hで2秒間走れば 元がとれる
で正しいです。
3W削減できるということは、１秒間ごとに3J削減できることになります。

お礼

お返事遅れて申し訳ありません。
おかげさまで考え方が定まりました。
風の乱流、気圧や湿度などの環境でメーカー提示値と変わってくることが予想されますが、難解なので、この場ではエネルギーの単位を覚えるに留めます。

回答No.2

rabbit_cat

とりあえず、使われている単位が意味不明で、何を質問したいのかわかりません。
質量の単位は、gです。
エネルギーの単位は、Jです。

g重というのは、力の単位です。重さ（質量ではない）の単位として使う場合もたまにありますが。

W/hという単位は、仕事率の時間変化（微分値）の単位ですが、普通は、あまり使う機会はないはずです。
実は、W/hという単位？は、とくに建築分野だと、仕事率を表す単位として、過去に（悪しき伝統として）使われていた黒歴史がなくはないですが。
誰が元凶なのかはわかりませんが、Wh（W時）を単にWと表記するという流儀？があったようで、W/hは、Wh/hで、つまり、単なるWのことだった。

補足

ご回答ありがとうございます。
ご指摘いただいた通り、(Wh)ではなく正しくは(W)でした。フレームのHPにもそのように記載されてましたので当方が間違って認識しておりました。
また、ブレーキ使用量という表現も不適切でした。率直に重さ1gの物体が7.5m/sの速度で動いているときの運動エネルギー量（J）を問うべきだったと反省しております。全くもって恥ずかしい限りです。

時速20km/hで動いている200gの物体が持つ運動エネルギー量を計算したところ3.086Jでした。
検討しているフレームは時速20km/hで動いているときに空気抵抗を3w削減できるそうなのですが、どれだけ走れば3.086Jになるのでしょうか。

私が知りたいのは、自転車で時速20km/hで走行する場合、ノーマルフレームより200g重いが空気抵抗を3w削減するサーヴェロS5が、ノーマルフレームと比べてどれだけの優位性があるのか公式を調べて自分なりに計算してみたところ。

200gの物体が時速20km/hで動いているときの運動エネルギー量が3.086(J)
時速20km/h走行時に削減できるのが3W=3(J)…
つまり、20km/hで2秒間走れば

回答No.1

Saturn5

おっしゃるように、空気抵抗と重量はトレードオフの関係になることが多いです。
重量の場合は簡単に計測できて１ｇ、２ｇと数値化されますが、空気抵抗は
単純ではなく、数値化しにくいものです。すなわち、３０ｋｍ／ｈで
走っているときと６０ｋｍ／ｈで走っているときでは空気抵抗は変わります。

ですから、これは数値的にでるものではなく、何回かの試行で実験的に
体感されるものです。ただ、一般論として、空気抵抗は速度が速いほど
大きくなりますので、２７ｋｍ／ｈではあまり重視しなくていいでしょう。
たとえば、新幹線は３００ｋｍ／ｈなので流線型をしていますが、
近郊電車は１００ｋｍ／ｈ以下なので箱形をしています。

補足

ご回答ありがとうございます。
しかしながら、私は自転車に乗って数w/hの走行抵抗の差や数百グラムの
重量差を体感できるほど繊細ではありません。
ですから、目で見て分かる形にしたいのです。
確かに駆動抵抗や空気抵抗のデータは少ないですが、全く無いというわけではないので
全体像を捉える為の穴埋め程度には使えると考えております。

例えば、サーベロs5のフレームは同グレードの軽量フレームよりも
200グラム重くなりますが、時速20km/hの単独走行で3w/hの空気抵抗削減ができるそうです。
もし、信号も風もない室内トラックで延々と走り回るものなら、この時点で買いなフレームなのですが、
当方のスタイルでは1km走るまでに増えた分の重量200グラムを時速27km/に2回加速させなければなりません。この時必要となるエネルギー(w/h)が選択の指標になります。