Físico revela que o vento de cauda tem efeito insignificante na velocidade do ciclismo

No mundo do ciclismo, “até o Everest” envolve subir e descer a mesma montanha até que suas subidas totalizem a elevação do Monte Everest: 8.848 metros.

Depois que um novo recorde de ciclismo “Everesting” foi estabelecido alguns anos atrás, um debate surgiu nas mídias sociais sobre o forte vento de cauda que o ciclista tinha nas subidas — 5,5 metros por segundo (20 quilômetros por hora ou 12 milhas por hora) — quando ele estabeleceu o recorde. Até que ponto o vento de cauda o ajudou? Devem ser definidos limites para a velocidade do vento permitida?

Martin Bier, um professor de física na East Carolina University na Carolina do Norte, ficou intrigado com esse debate e decidiu explorar a física, e um pequeno projeto surgiu. No Revista Americana de Físicaele compartilha sua descoberta de que, no final das contas, o vento acaba tendo consequências insignificantes.

Primeiro, um pouco de contexto: de uma perspectiva física, o ciclismo é mais fácil de compreender do que a corrida.

“Na corrida, o movimento das pernas é repetidamente acelerado e desacelerado, e o centro de massa do corredor se move para cima e para baixo”, disse Bier. “O ciclismo usa ‘rolamento’, que é muito mais suave, rápido e eficiente — todo o trabalho é puramente contra a gravidade e o atrito.”

Mas há algo estranho sobre a resistência do ar. A força de atrito do ar que você enfrenta aumenta com o quadrado da sua velocidade. Se a resistência do ar é a principal coisa que limita sua velocidade — o que é verdade para um ciclista em terreno plano ou descendo — então para dobrar sua velocidade, você precisa de quatro vezes mais força. Triplicar sua velocidade requer nove vezes mais força. Mas, por outro lado, ao pedalar em subidas, sua velocidade é muito mais lenta, então a resistência do ar não é um grande fator.

“Quando você está subindo uma colina e lutando contra a gravidade, dobrar sua entrada de potência significa dobrar sua velocidade. Em corridas de bicicleta, os ataques ocorrem em subidas porque é onde seu esforço extra lhe dá uma vantagem maior.”

Em um esforço solo no Everesting, os cálculos são diretos. Um ciclista não está recebendo um rascunho aerodinâmico de outro ciclista à sua frente. As entradas são simplesmente watts, gravidade e resistência.

“Ingenuamente, você pode pensar que um vento forte de cauda pode compensar uma subida”, disse Bier. “Você então sobe a colina como se fosse uma estrada plana, e na descida o vento contrário e a descida se equilibram e novamente dão a você a sensação de uma estrada plana. Mas isso não funciona — o quadrado que mencionei antes causa estragos.”

Seu trabalho mostra que o vento de cauda pode ajudar um pouco na subida, mas a maior parte do trabalho na subida é a luta contra a gravidade. A descida subsequente é rápida e dura muito menos tempo, enquanto o vento contrário ali realmente tem um efeito enorme. E a velocidade na descida é alta — cerca de 80 km/h (49,7 mph).

“A resistência do ar acompanha o quadrado da velocidade, o que leva ao vento contrário na descida e causa uma grande redução na velocidade”, disse Bier. “O aumento do vento na subida é cancelado.”

A implicação óbvia do trabalho de Bier é que não faz sentido esperar pelo vento ideal se você quer melhorar seu tempo no Everesting.

“Não há truques fáceis”, ele disse. “Se você quer ser um Everester melhor, precisa perder peso e gerar mais watts (exercício). É isso que importa — não há como contornar isso.”