¿Qué causaría una resistencia al aire variable en un día sin viento?

Viajo a trabajar regularmente. Me parece que en algunos días cuando no hay viento perceptible, siento que casi no hay resistencia del aire y que es muy fácil conducir a gran velocidad. También es relativamente tranquilo sin el viento rugiendo en mis oídos.

En otros días cuando no hay viento perceptible, se siente como si estuviera montando sopa. Es realmente difícil acelerar y el aire es bastante ruidoso en mis oídos.

He discutido con mis compañeros de trabajo y a menudo dicen que tienen el mismo efecto en los mismos días que he observado. Aunque también viajan en la misma dirección que yo, no puedo descartar un viento de frente muy leve que causa la diferencia percibida.

Posibles explicaciones:

• Hay una ligera cola o viento de cabeza en estos días.
• En los días en que estoy más descansado o lleno de energía, podría sentir que el viaje es relativamente fácil.

¿Hay alguna otra explicación que pueda contribuir? ¿Alta humedad o zonas de alta presión?

TLDR; Suponiendo que mis cálculos a continuación son correctos, hay aproximadamente un 10% de aumento en la resistencia del aire entre días cálidos y húmedos y días fríos y secos. Agregue un leve pero imperceptible viento de cola o viento de frente, y es concebible que pueda experimentar una diferencia de 4 a 5 mph en la velocidad de crucero entre dos días.

La resistencia del aire es la fuerza principal que un ciclista debe vencer a las velocidades de crucero típicas. Según una calculadora en línea , suponiendo una bicicleta de carretera típica, una posición de conducción relajada y una velocidad de crucero de 18 mph, el 75% de la potencia de un ciclista se usa para superar la resistencia.

Según tu perfil, vives en Melbourne, AU, que está esencialmente al nivel del mar. Usando otra calculadora en línea , la densidad del aire cuando es 50˚ y 0% de humedad es 1.24kg / m³. Cuando hay 90˚ y 100% de humedad, la densidad del aire es 1.13kg / m³. Entonces, en un día frío y seco, hay aproximadamente un 10% de aumento en la resistencia del aire en comparación con un día cálido y húmedo.

De acuerdo con la ecuación de arrastre,

la fuerza de arrastre se escala linealmente con la presión del aire. Un 10% más de densidad equivale a un 10% más de fuerza necesaria para superar la resistencia. La potencia instantánea está determinada por la ecuación.

Suponiendo que la potencia de salida sea constante y que el 75% de esa potencia se dedique a superar la resistencia del aire, terminará con una reducción de aproximadamente el 7% (1 / 1.075) en la velocidad general. Comenzamos con una velocidad de crucero de 18 mph, por lo que, de manera simplista, su velocidad en un día frío y seco terminaría siendo el 93% de 18 mph, o 16,75 mph. Yo diría que es suficiente para darse cuenta.

Por supuesto, parece poco probable que estos dos días ocurran juntos. Pero si está comparando un paseo al mediodía justo antes o después de una tormenta con un paseo al anochecer en un día seco unos días antes y / o después, es concebible que pueda terminar en algún lugar en el estadio de béisbol de una diferencia de 1 mph.

Dicho esto, incluso un pequeño viento de frente y de cola puede marcar una diferencia significativa en su velocidad. El sitio de Sheldon tiene gráficos que muestran pruebas de túnel de viento. En particular,

muestra que a medida que el ángulo del viento cambia de viento de frente a viento de cola para un viento de 5 mph, un ciclista que viaja a una velocidad "normalizada" de 25 mph (suponiendo que no haya viento) pasaría de aproximadamente 22 mph a 28 mph. La diferencia en la velocidad del piloto a medida que cambia la velocidad del viento parece ser lineal, por lo que extrapolar hacia atrás, incluso algo así como un viento de frente de 2 mph frente a viento de cola causaría algo así como una diferencia de 3 mph. Eso definitivamente se nota. Al estar en un túnel de viento, estas pruebas no se realizaron con resistencia a la rodadura, por lo que 25 mph en el túnel de viento es probablemente equivalente a nuestra suposición anterior de 18 mph en carreteras al aire libre.

Si combina los efectos y compara un paseo al anochecer en un día seco con un ligero viento de frente, a un paseo al comienzo de la tarde en un día húmedo con un ligero viento de cola, posiblemente podría tener una diferencia de 4-5 mph entre los dos días. Eso es enorme.

En los días de alta humedad, el aire tiene menos masa debido a la mayor cantidad de H2O, que es más liviano que los pesos típicos de O2, CO2 y N2. En los días de alta presión, hay más masa para tirar a un lado. La temperatura del aire también juega un papel importante: el aire caliente es menos denso que el frío. Por lo tanto, un día caluroso, de baja presión y alta humedad requiere menos masa para apartarse.

Estos hacen una diferencia medible para los aviones, sin embargo, no tengo idea de si un ciclista viaja lo suficientemente rápido como para ser medible. Creo que es más probable que sea viento imperceptible y tu propio bienestar (o falta de él)

Aunque los físicos nos dicen que estamos llenos de eso, muchos ciclistas al menos "perciben" que la resistencia al viento es mayor en las mañanas relativamente húmedas pero frescas.

(Y, por supuesto, si usted y sus compañeros de trabajo salieron a beber juntos la noche anterior, eso podría tener algo que ver con eso).

Este artículo sobre resistencia a la rodadura menciona como un aparte:

(Más tarde descubrimos que la temperatura afecta en gran medida la resistencia a la rodadura de los neumáticos).

Si el cambio a menudo ocurre al mismo tiempo y de la misma manera que se describió tan detalladamente anteriormente, podría sumar algo muy notable.

En segundo lugar, supondría que una carretera mojada causaría una resistencia adicional a la rodadura, ya que el neumático debe moverse hacia un lado o recoger un poco de agua a medida que rueda. Ciertamente puedo detectar ruido adicional de la carretera en días húmedos o incluso húmedos, por lo que esta energía debe provenir de algún lugar.