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冬に自転車のスピードが落ちるのは空気が重いのと筋肉温度の低下による

トレーニング
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あれほど暑かった夏がおわり、気づけば冬がやってきてしまいました。

半袖半パンで走れていたのも、ついこの間まで。

冬になるといつも思うスピードが出なくなるのは何故なのでしょうか?

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筋肉の温度の低下で筋力が減少

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冬は気温が下がります。これはどうしようもないことです。

そのために、ウォーミングアップを行うわけですね。いきなりの全開で走るのは筋肉や関節にも悪いのは誰でもわかっていると思います。

 

では

気温が下がると力が入らなくなるのは何故か?

生理学者Len Bownlieによると、筋肉の温度が1パーセント低下すると、筋力の発生が最大10%減少する可能性があると述べています。

 
 

足の筋肉の温度が下がってしまうと、筋力も低くなりスピードも出ない。

様々な気象条件があるので、一概には言えないですが気温に合わせて適切な服装を選ぶ必要があります。

気温と風の強さに合わせて着るものを調整出来たら、それが一番良いですね。

 

私の場合です。今年は寒さに負けそうなので防風タイツの下にアンダータイツを履いてみようかとも考えています。寒がりです。

気温による足の服装

  • 10~18℃ 半パンの下はレッグウォーマー薄手
  • 5~10℃ 半パンの上からタイツ
  • 5℃以下 防風裏気毛つきのビブショーツ もしくは 防風タイツ

 

足にスポーツ用のウォーミングアップオイルを塗るのもありですね。私は、スポーツバルムのホットを塗ってます。

 

冬の空気は重いのか

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冬の冷たい空気は本当に自転車乗りには厳しいですよね。

 

冬の空気は重たいといわれてますが、本当に重いのでしょうか?

 

当然空気にも重さがあります。

その重さは

気温30℃ だと 1m3の空気の重さは1.15kg
気温が5℃ だと 1m3の空気の重さは1.25kg

 

なんと気温5℃だと100gも空気は重くなっています。

 

逆に空気は暖まると、膨張するので軽くなるということですね。

暖まると空気密度が薄くなり、冷たくなると空気密度が濃くなります。

 

気温によって、空気の重さが変わった場合ライダーにはどれだけの重さがかかってくるのでしょうか?
条件

  • 時速40km/hで走っている場合 (短い距離を想定)
  • ライダーが受ける表面積を1m2と仮定
  • 30℃の空気の重さ1.15kg
  • 5℃の空気の重さ 1.25kg

 

STEP1

40km/hで走っている時の風速を求めます。

40,000m/3,600秒=11.1m/s

つまり1秒間に11.1m進み、受ける風速は11.1m/sの風を受けます。

 

STEP2

気温30℃の場合

表面積1m2 × 風速11.1m/s  × 空気の重量1.15 = 12.765kg

 

気温5℃の場合

表面積1m2 × 風速11.1m/s  × 空気の重量1.25 = 13.875kg

13.875kg – 12.765kg = 1.11kgの差

気温の差によって、空気が重たく感じるのはこの為だったんですね。

無風状態での計算なので、向かい風などでは相対速度になるので、更に重く感じるようになります。

40kmのタイムトライヤルだと、25℃で走るよりもマイナス5℃では1分23秒も遅くなります。

気温が下がると実際に空気が重くなり、体感的にも重く感じるようになるという訳です。

 

タイヤも転がらなくなる

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実は、タイヤも冬には転がらなくなります。

これはタイヤの表面がゴムで出来ていることが原因です。気温が高くなると膨張しますが、逆に気温が低くなると固くなります。

タイヤには弾力があり、元に戻る性質がありますが、気温が低くなるとこれが少なくなってしまうのです。

気温が6℃下がるごとに、タイヤの転がり抵抗は6%増加すると推定されています。

 

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まとめ

冬には、実際に空気が重くなり、筋肉の力も出にくくなる。向かい風ともなると、更に重くなるのでますますスピードが出なくなる訳ですね。

着る服も多くなり空気抵抗も増します。筋肉の温度の低下を防いで自身の運動能力を下げないように気をつけましょう!

 

コメント

  1. sempo より:

    40km/hではちょっと速度が速すぎるのと、30℃だと暑くて速度が落ちるので、20℃→5℃、Ave.30km/hくらいで計算すべきだと思います。意外と空気密度の影響は少なく、体が冷えていることの方が影響が大きいとの結果になると思います。

    • ちゃん より:

      sempoさん、コメントありがとうございます!
      私はあまり長い距離を速く走れないので(短い距離もですが^^;) 40キロのタイムトラヤルを想定して
      書いてました。
      一瞬しか40キロでは私の場合走れません(涙~)

      それと筋肉のパワーが最大に発揮されるのは29℃と何かの文献で読みました。
      分かればまた追加して記述しておきますね。

      sempoさんの言われる通り、寒さによって身体が冷える→筋肉のパワーの出力が少なくなる
      のが一番大きいでしょうね。
      とくに、時間がたつにつれて運動強度が低い場合には、冷える一方で更に遅くなるとも
      考えられます。私の場合には、一人で走っている場合がそうです。
      冷える→身体が動かなくなる→どんどん遅くなる→帰ろう
      となります。

      ちなみに、空気抵抗の計算式は
      空気抵抗(N2)=(1/2)×Cd×空気密度[kg/m3]×前面投影面積[m2]×走行速度[m/s]2

      この中で最も大きな項目はやっぱり前面投影面積なんでしょうね。速度が上がれば
      あがるほど空気抵抗は増大するので、一番は乗車姿勢になんでしょうね。

      空気密度の計算となると、更に難しくなるので、また検証してみたいと思います。
      また、おかしな表現があったらコメントよろしくお願いします<(_ _)>

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