Rassprinters zijn op abnormale mensen. Zij kiezen voor een duursport maar zijn daar eigenblijk ongeschikt voor. Zij hebben veel anaërobe type-2 spieren die ze als nutteloze ballast gedurende 200 km of meer moeten meeslepen. We zien ze niet gedurende de wedstrijd, zij moeten zich goed wegsteken in de luwte van het peloton met de bedoeling hun anaërobe energie intact te houden voor de laatste 15 seconden. En dan moet het gebeuren.

Kan de fysica ons beschrijven hoe een sprint verloopt? Is het echt nuttig dat de sprinter zijn drinkbus wegwerpt en zijn zakken ledigt? Is het gewicht van de wielen belangrijker dan het gewicht van het frame? Deze en andere vragen kunnen we niet beantwoorden d.m.v. de welbekende formules voor lucht- rol- en klimweerstand. Daarom moeten we eerst de fysica van het versnellen, demarreren, sprinten ontwikkelen..

.

We hebben de vergelijking die we vonden op het blad Versnellen opgelost voor een typisch verloop van een eindsprint. De massa van de renner is 72 kg, de fiets zonder wielen is 4.6 kg en de wielen 2.6 kg. De totale luchtweerstandcoëfficiënt 0.5rCS is 0.15
De figuur hiernaast toont het verloop van de stuwkracht, de versnelling, het geleverde vermogen, en de snelheid voor een gesimuleerde sprint.
Gedurende de eerste 2.5 seconden is de stuwkracht 35 N en dit is voldoende om 'in de wielen' een snelheid van 60 km/h te halen. Hier ontwikkelt hij een vermogen van 585 Watt.

Na 2.5 sec lanceert hij de sprint, komt uit het wiel en verhoogt de stuwkracht tot 105 N. Hij houdt deze inspanning (recht op de trappers) aan gedurende 5 seconden. Zijn snelheid verhoogt van 60 tot 72 km/h. Zijn vermogen springt ineens naar 1760 W en verhoogt nog tot 2100 W. Dit is de kracht- en vermogenexplosie die hem enkele meter voorsprong moet geven op de tegenstanders.

Na deze 5 seconden heeft hij bijna alle anaërobe energie opgebruikt en is hij genoodzaakt de stuwkracht te verminderen tot 54 N. De versnelling wordt lichtjes negatief m.a.w. hij vertraagt. In deze fase kan hij geremonteerd worden. Hij tracht de maximale snelheid aan te houden maar dit kan niet lukken omdat het anaëroob vermogen verdwijnt.

Uiteindelijk rijdt hij over de aankomst (de rode stippellijn)  aan 68 km/h.
De totale lengte van deze sprint is 250 m
Heeft hij gewonnen? Dat weten we natuurlijk niet maar de kans dat hij geremonteerd wordt is groot. In dit voorbeeld heeft hij de sprint te vroeg ingezet en/of heeft hij de explosie niet lang genoeg kunnen volhouden.

De sprint is bijna voor 100% anaëroob. De totale hoeveelheid geleverde energie kan dus niet groter zijn dan de AEWC van de renner. In het voorbeeld is de totale geleverde anaërobe energie gelijk aan 19 kJ. Ik beschik niet over AEWC gegevens van bekende sprinters, maar schat dat zij over 30 tot 40 kJ beschikken, en dus de explosiefase langer dan 5 seconden kunnen volhouden, of zelfs hogere piekvermogens leveren.

 

Gebruikt de renner meer kracht dan zijn eigen gewicht?
Onze renner van 72 kg heeft gedurende 5 seconden een stuwkracht van 105 N ontwikkeld. We kennen ook het verband tussen de stuwkracht en de kracht op de trappers. (zie blad Kracht) . Met een verzet 56 x 11 is de trapkracht ongeveer 10 maal groter dan de stuwkracht. De gemiddelde trapkracht is dus 1050 N, en het gewicht van de renner is 72 x 9.8 = 705 N.
De gemiddelde trapkracht is dus bijna 150 % van het eigen gewicht van de renner.
In de voorbereidende fase, wanneer hij aan 60 km/h in de wielen rijdt, heeft hij "slechts" een stuwkracht van 35 N nodig. Dit komt overeen met een gemiddelde trapkracht van 350 N, en dit is 50 % van zijn eigen gewicht.

Waarom de drinkbussen weggooien?
Het weggooien van de drinkbussen en van eventuele overschotjes van energierepen e.d. kan gemakkelijk 200 gram verschil maken. Een nieuwe simulatie berekent dan dat de winst op de eindstreep gelijk is aan  4 cm.

Wat is de invloed van de wielen?
Vervangen we onze wielen door een paar dat samen 200 gram lichter is. Aangezien de massa van de wielen dubbel telt in de versnellende fase komt dit overeen met een effectieve massavermindering van 400 gram, en een winst op de eindstreep van ongeveer 8 cm.
De keuze van het wielenset is dus uiterst belangrijk voor de sprinter. Daarbij moet hij vooral streven naar vermindering van de massa van de velgen en van de banden. Een lichtere naaf heeft niet hetzelfde dubbele effect als een lichtere velg of band.

Kan een sprinter een tijdrit winnen?
Thor Hushovd is welbekend als een sprintersbom die ongeveer iedereen het nakijken kan geven. Minder bekend is dat hij ook een specialist is van de korte tijdritten en prologen. Zo heeft hij er al gewonnen in de Tour (2006), De Catalaanse week (2008), Parijs-Nice (2008), en is ook 3 maal tijdritkampioen van Noorwegen. Hoe kan dit? Het geheim van de sprinter-proloogrijder zit natuurlijk in zijn superieure anaërobe werk capaciteit AEWC. De Proloog is dan een zeer lange sprint.
Nemen we twee renners van 72 kg, met een fiets van 8 kg. De renner-sprinter heeft een relatief klein kritisch vermogen van 330 W maar een grote AEWC van 30 kJ. Daartegenover staat de tijdrijder met een hoog KV van 370 W en praktisch geen anaëroob vermogen, dus zijn AEWC=0. Deze tweede sprint "als een strijkijzer", en de eerste kan geen trap mee bergop. Onze tijdrijder zal dus alle tijdritten rijden met een gemiddeld vermogen van 370 W, ongeacht de afstand. De sprinter moet zijn extra beschikbare anaërobe energie verdelen. In de korte tijdrit kan hij dus diep in het rood gaan. Indien de proloog ongeveer 5 minuten duurt kan hij 100 W anaëroob bovenop zijn KV presteren, dus de proloog rijden aan een gemiddeld vermogen van 430 W, en dus afgetekend winnen. Duurt de proloog echter 10 minuten, dan kan hij nog slechts 380 W ontwikkelen. In een proloog van 15 minuten zakt hij dan naar 360 W en verliest van de tijdrijder. In een echte, lange tijdrit komt de sprinter er dus helemaal niet meer aan te pas.