Bij een beklimming met hellingsgraad h ondervinden we een afremmende kracht F, die gelijk is aan het totale gewicht vermenigvuldigd met de hellingsgraad, dus

                                            F = h Gtot

waarin Gtot het gewicht is van de fietser + fiets, en de hellingsgraad is

                               

Deze tegenwerkende kracht is altijd aanwezig, ook als we stil staan.

Om op een helling te rijden met snelheid v moeten we een klimvermogen ontwikkelen van

                                            Pklim = h Gtot v

Een fietser met totale massa 70 kg ondervindt dus op  een helling van 10 %  (h = 0.10) een tegenwerkende kracht van 7 kgf. hetzij 68.7 N.

Het specifiek vermogen Pspec

Mren zegt dat echte klimmers over het algemeen lichte mannetjes zijn met minder spiermassa dan een typische klassieke renner. Het specifiek vermogen is de verhouding van het kritisch vermogen (PKV) tot de massa (M) van de fietser.

                                              Pspec = PKV / M

Een renner van 50 kg met een kritisch vermogen van 300 watt zou een specifiek vermogen hebben van 300/50 = 6 W/kg
Een renner van 60 kg zal even snel bergop kunnen rijden indien hij over hetzelfde specifiek vermogen beschikt; dit kan alleen indien hij een kritisch  vermogen heeft van 6 x 60 = 360 watt, en een renner van 70 kg moet dan een kritisch vermogen van 420 watt hebben!!!
Lance Armstrong in topconditie had een Pspec = 6.5 W/kg voor een competitiemassa van 74 kg. Het kritisch vermogen van Armstrong was dus 481 watt. Voor Marco Pantani, een mannetje van 54 kg, was een kritsch vermogen van 351 watt voldoende om samen met Armstrong een steile col te beklimmen.
Het lijkt er dus op dat kleine lichte mannetjes inderdaad echt wel sterk bevoordeeld zijn in het klimmen. Zoals we op het blad klimmersverdriet kunnen zien is niets minder waar!

De klimcapaciteit
 Het specifiek vermogen is de allesbepalende factor bij het steile klimwerk. Voor sterke hellingen zal de snelheid fel dalen tot 20 km/h of zelfs 10 km/h. In dit geval kunnen we in eerste instantie de luchtweerstand en de rolweerstand verwaarlozen en berekenen de klimcapaciteit, m.a.w. het aantal hoogtemeters dat we maximaal per uur kunnen winnen.

                                            H =  367 Pspec M / Mtot         (Klik)

waarin H berekend is in hoogtemeter per uur, M de massa van de fietser is, en Mtot de totale massa is fietser + fiets.
Berekenen we dit voor Armstrong, met een fiets van 7 kg, dan vinden we een maximale klimcapaciteit H = 2179 m/uur
We moeten dit resultaat nu corrigeren omwille van de luchtweerstand en de rolweerstand. Aan typische klimsnelheid (tussen 20 en 25 km/h) zal Armstrong ongeveer 45 Watt verbruiken in rolweerstand en 45 W aan luchtweerstand. Zijn effectief aëroob klimvermogen zal dus ongeveer (481 - 45 - 45) = 391 W zijn  en zijn effectief klimspecifiek vermogen Pspec = 5.28 W/kg. Zijn gecorrigeerde klimcapaciteit is dus H = 1770 m/uur. De Alpe d'Huez met hoogteverschil van 1150 m kan hij dus overwinnen in een beste tijd van 39m00s. In 2004 won hij inderdaad de klimtijdrit op de Alpe d'Huez in 39m41s waarbij we 41 s extra mogen op rekening schrijven van de vlakke aanloopstrook tussen Bourg d'Oisans en het bruggetje over de Rommanche, waar de eigenlijke klim begint.

 

 

 

 

 

 


(Figuur naar Marc Sleen)

 Laten we het nu even hebben over normale fietsers. Een gemiddelde fietser met een vermogen van 200 watt, die daarmee een gemiddelde van 34 km/h haalt op vlakke weg, kan in principe ook met de vingers in de neus de Mont Ventoux oprijden in ongeveer 2 uur. Nochtans wordt de Ventoux rijden als een prestatie ervaren. Waarom is klimmen zo lastig? Wanneer iemand over een bepaald aëroob vermogen beschikt kan hij dit even goed gebruiken op een vlakke weg om snel te rijden, als op een helling om te klimmen. Waar zit dan het verschil? Het lijkt triviaal maar als je stil staat op een vlakke weg, dan sta je gewoon stil en moet je daar geen moeite voor doen. Echter als je als fietser wil stil staan op een helling dan moet je ofwel je remmen dichtknijpen, ofwel kracht op de pedalen zetten om niet achteruit te bollen. Op een helling is een tegenwerkende kracht aanwezig zelfs als je stil staat. Deze kracht is gelijk aan je eigen gewicht vermenigvuldigd met de hellingsgraad, en zij is onafhankelijk van je snelheid. Voor een helling van 7 % is dus een minimale stuwkracht nodig gelijk aan  7 % van je gewicht, ongeveer 56 N voor een persoon van 80 kg, fiets inbegrepen. De keuze van je verzet is nu van het hoogste belang. We gaan er van uit dat we ook bergop het best rijden bij onze ideale trapfrequentie, en vooral niet gaan rijden met een te groot verzet.

In de rechtse figuur  vergelijken we de situaties bij vlakrijden (rode kromme), bij een klim van 1 % (blauw) en bij 7 % (magenta). Onze 200 Watt fietser zal op vlakke baan een verzet 50x17 gebruiken en daarmee een snelheid van 34 km/h halen. Indien hij 10 % minder hard op de pedalen duwt zal hij nauwelijks vertragen. Op een lopende helling van 1 % gaat hij best naar een verzet 42x16 en haalt een snelheid van bijna 30 km/h. We zien wel dat de ''offset'' kracht reeds 10 kgf ( = 100 N) geworden is. Op een stevige helling van 7 % haalt hij met een verzet 30 x 28 nog net 12.0 km/h, waarvoor hij een piekkracht van 24 kgf op de pedalen moet zetten. Meer dan 24 kgf kan hij niet opbrengen aan deze trapcadans en met zijn beschikbaar vermogen van 200 watt. Indien hij echter minder dan 23 kgf piekkracht uitoefent, valt hij gewoon stil!
 

Hij moet dus voortdurend tussen de 23 en 24 kgf blijven trappen, m.a.w. onze klimmer moet altijd 95 tot 100 % van zijn maximale kracht gebruiken. Even verminderen of uitrusten is dus niet mogelijk.