Jaka jest optymalna kadencja?

38

Słyszałem, że należy obracać pedały o 90 obr./min. Robię jednak o wiele wolniej, szczególnie stojąc, i chciałbym zrozumieć argument za tą liczbą (lub dowolną inną liczbą). Więc:

Jaka jest optymalna kadencja rowerzysty. Czemu? Czy to zależy od terenu? Czy to zależy, czy jeździec siedzi czy stoi prosto? Jakie są możliwe konsekwencje zbytniego odchylenia od proponowanej liczby?

Możliwy duplikat „Do czego kadencji powinienem dążyć” , ale nie znalazłem tam „dlaczego” oprócz „zgrzytania kolanami”. Uważam jednak, że jazda w zwolnionym tempie nie jest trudniejsza niż chodzenie po wzgórzu z plecakiem.

Vorac
źródło
10
Optymalna kadencja jest najbardziej komfortowa.
Baarn,
4
Nie, słowo takie jak „optymalny” oznacza, że ​​istnieje pewien pomiar, który można wykonać na podstawie pewnego parametru (np. Efektywności energetycznej), a parametr ten można zoptymalizować w odniesieniu do zmiennej kontrolnej (kadencji). To nie jest subiektywne. Ale prawdopodobnie dla każdego rowerzysty jest inaczej.
Kaz
1
@Kaz, niestety masz bardzo rację. Myślałem o zdrowiu (jeźdźca i motocykla), ale nie sformułowałem mojego pytania ... optymalnie (w odniesieniu do prowokowania odpowiedzi na cel). Odtąd większość ludzi zakłada, że ​​pytam o wyścigi, ponieważ tam są dostępne dane.
Vorac
1
Przyjmuję więc post R. Chunga za udzielenie odpowiedzi na napisane przeze mnie pytanie i głosowanie za odpowiedzią Daniela R. Hicksa za udzielenie odpowiedzi na to, o co chciałem zapytać.
Vorac
2
@Vorac, dziękuję za wyjaśnienie pytania. Dodałem trochę dyskusji na temat rytmu i wysiłku kolana.
R. Chung,

Odpowiedzi:

95

„Optymalna” kadencja zmienia się w zależności od tego, co próbujesz zoptymalizować, więc twoje pytanie nie ma prostej odpowiedzi.

Dowolnie wybrany rytm a celowana kadencja

Niedawny przegląd Hansen i in. podsumowuje to, co obecnie wiadomo o czynnikach wpływających na wybór rytmu. W szczególności stwierdzili, że „[d] jeżdżąc na rowerze o wysokiej intensywności, w pobliżu maksymalnej mocy tlenowej, rowerzyści wybierają energetycznie ekonomiczną kadencję, która jest również korzystna dla osiągów. Natomiast wybór stosunkowo wysokiej kadencji podczas jazdy na rowerze przy niskiej - umiarkowana intensywność jest nieekonomiczna i mogłaby negatywnie wpłynąć na osiągi podczas dłuższej jazdy na rowerze Pierwsze zdanie oznacza, że ​​doświadczeni rowerzyści swobodnie wybierają kadencję, która daje dobre wyniki, i nie muszą wymagać, aby ktoś dyktował jej rytm. Ostatnie zdanie oznacza, że ​​wymuszenie na tobie niewłaściwej kadencji może mieć negatywny wpływ na wydajność.

Kadencja i moc

Stosunkowo niedawne rozpowszechnienie liczników energii na rowerze, które rejestrują zarówno moc, jak i rytm, pomogły dostarczyć dodatkowe dane, które dotyczą tego problemu. Z definicji moc wyjściowa rowerzysty = kadencja * moment obrotowy korby * stała konwersji (stała konwersji zależy od jednostek używanych do pomiaru mocy, kadencji i momentu obrotowego; jeśli mierzysz moc w watach, kadencję w radianach na sekundę i korbę moment obrotowy w niutonometrach, stała konwersji wynosi 1). Jeśli ścigasz się z dużą mocą lub jeździsz spokojnie z małą mocą wzdłuż ścieżki rowerowej ze swoimi dziećmi, lub podczas porywającej jazdy z przyjaciółmi, na pewno wybierzesz różne poziomy mocy; z danych wynika, że ​​jeźdźcy, nawet bardzo doświadczeni, wybierają różne kombinacje kadencji i momentu obrotowego, aby dopasować wyższy lub niższy poziom mocy.

Rytm i rodzaj jazdy

Ale nawet jeśli wykluczymy spokojną jazdę i skupimy się wyłącznie na wyścigach (przy dużej mocy), kadencja i moment obrotowy korby różnią się w zależności od rodzaju wyścigu. Oto wykresy momentu obrotowego korby dla tego samego (krajowego pro) kierowcy w trzech różnych typach wyścigów: wyścigu drogowego, wyścigu kryterium i jazdy na czas. Moment obrotowy mierzy się w niutonometrach, a kadencję mierzy się w obr./min. Cienkie czerwone kropkowane linie pokazują kombinacje kadencji i momentu obrotowego, które wytwarzają 300, 500 i 700 watów. Jak widać, trzy różne typy wyścigów wymagają różnych kombinacji rytmu i momentu obrotowego korby. Pokazana tutaj próba czasowa została przeprowadzona przy względnie stałym poziomie mocy, ale wyścig drogowy i wyścig kryterium były znacznie bardziej zmienne. W tych rasach jeździec osiągnął wyższą moc, zwiększając obakadencja i moment obrotowy korby. Jest to dość powszechny wzór w wyścigach szosowych i pomaga wyjaśnić, dlaczego obserwatorzy często zauważają, że zawodnicy pedałują z dużą kadencją: zawodnicy pedałują również z dużą mocą i wysokim momentem obrotowym, ale jedyną widoczną wskazówką jest wysoka kadencja. Jest to zatem podstawa zdań cytowanych z Hansen i in. powyżej: kadencja użyta do wytworzenia dużej mocy nie wydaje się ani ekonomiczna, ani poprawiająca wydajność przy niskiej mocy. To, że widzisz pedał jeźdźca Tour de France przy X rpm, nie oznacza, że ​​powinieneś pedałować przy X rpm (chyba że produkujesz również poziomy mocy Tour de France). Podobnie to, że widzisz, że kierowca Tour de France spędza niewiele czasu na Y rpm, nie oznacza, że ​​powinieneś unikać pedałowania na Y rpm. Twoje potrzeby, umiejętności i cele będą się różnić.

moment kadencji dla trzech różnych wyścigów tego samego zawodnika

Kadencja i teren

Twoje pytanie dotyczyło również tego, czy kadencja różni się w zależności od terenu. Oto wykres kadencji i momentu dla rowerzysty, który robił zestaw interwałów na wzniesieniach. Lewy górny panel pokazuje kadencję i moment obrotowy podczas całej jazdy. Prawy górny panel pokazuje profil wysokości dla jego jazdy; jak widać, jazda lekko przetoczyła się z jego domu na wzgórze, na które wspiął się i zszedł cztery razy, po czym wrócił do domu po toczącej się drodze. Ten prawy górny panel oznacza czerwoną część wspinaczkową jego jazdy. Dwa dolne panele pokazują jego kadencję i moment obrotowy dla odpowiednich czarnych i czerwonych części jazdy. Jak poprzednio, cienkie kropkowane linie (tym razem w kolorze niebieskim) pokazują „kontury izopower”. Najwyraźniej zastosował inne kombinacje kadencji i momentu obrotowego na sekcjach wspinaczkowych niż na sekcjach schodzących i toczących się.

rytm i moment obrotowy na płaskim i na wzgórzach

Aby podkreślić ten punkt, oto wykres, który pokazuje kadencję w stosunku do szacowanego gradientu drogi dla zawodnika ProTour Gustava Larssona podczas 3. etapu Tour of California 2009. Jak widać, nawet jeśli wykluczymy okresy wybiegu, jego kadencja wahała się od około 20 obrotów na minutę do około 120 obrotów na minutę, a gdy nachylenie drogi stało się bardziej strome, jego kadencja spadła.

kadencja podczas wyścigu ProTour z gradientem

Kadencja i moment obrotowy korby

Czy zastanawiasz się nad związkiem między kadencją a momentem obrotowym korby? Oto fabuła przedstawiająca innego jeźdźca podczas „czystego” podjazdu. Lewy górny panel pokazuje związek między kadencją a mocą; prawy górny róg pokazuje zależność między momentem obrotowym korby a mocą; a dolne dwa panele pokazują związek między kadencją a momentem obrotowym korby, jeden z konturami izopower, a drugi bez niego. Dolne panele wyjaśniają, że często istnieje odwrotna zależność między kadencją a momentem obrotowym korby, ale górne panele pokazują, że w tym przypadku moment obrotowy korby był większym wyznacznikiem mocy wyjściowej niż kadencja.

moc, kadencja i moment obrotowy podczas wspinaczki na wzgórze

Rytm i napięcie kolana

Niektórzy jeźdźcy twierdzą, że wolne kadencje (poniżej, powiedzmy 60 obr / min) mogą zranić kolana. Jednak powolna kadencja sama w sobie nie może zranić kolan; kiedy siedzisz przy biurku i czytasz te słowa, twoja „kadencja” prawie na pewno jest bliska zeru, ale siła na kolanach jest również niewielka. Jeźdźcy, którzy twierdzą, że twierdzą, łączą niską kadencję z dużą siłą. Z podanych wykresów powinno być jasne, że jednym z najprostszych sposobów wystawienia kolan na działanie mniejszej siły jest po prostu jazda z mniejszą mocą. Jazda z prędkością 60 obr./min przy niskiej mocy może być wykonywana przy małej sile nacisku na pedał; jazda z prędkością 90 obr./min przy dużej mocy musi być wykonywana z dużą siłą pedału. Zatem poziom mocy wyjściowej (znany również jako „obciążenie pracą”) jest kluczem do zrozumienia obciążenia stawu. W połowie lat osiemdziesiątych M. Ericson opublikował serię badań badających siły na biodrze, kolanie, kostce, stopie i mięśniach nóg podczas jazdy na rowerze, w tymten jeden . Co ważne, podsumował: „[o] z czterech badanych parametrów (obciążenie pracą, tempo pedałowania, wysokość siodła, pozycja stopy pedału) obciążenie pracą było najważniejszym czynnikiem korygującym zmianę obciążenia stawu i aktywności mięśniowej. Zwiększona częstość pedałowania zwiększyła aktywność mięśni w większości badanych mięśni, na ogół bez zmiany obciążenia stawów. Zwiększona wysokość siodełka zmniejszyła maksymalny moment obciążenia zginającego kolana, ale nie zmieniła znacząco momentu obciążenia zginającego biodra lub zgięcia grzbietowego kostki. Aktywność mięśni w większości badanych mięśni zasadniczo nie uległa zmianie z powodu różnych wysokości siodeł. ”

Kadencja i trenerzy

Niektórzy jeźdźcy używają trenażerów halowych i zauważają, że ich „preferowaną” kadencją (być może dla określonego poziomu mocy lub tętna) jest X rpm, a następnie próbują jeździć z tą prędkością rpm na zewnątrz. Jak widzieliśmy powyżej, dowolnie wybrany rytm zmienia się w zależności od terenu, mocy i sposobu, w jaki opór skaluje się wraz z prędkością. Ważne jest tutaj to, że trenerzy różnią się także sposobem skalowania oporu z prędkością. Poniżej możesz zobaczyć fabułę tego samego jeźdźca na dwóch różnych typach trenerów, ale używających tego samego przełożenia na obu: trener z jednostką oporu płynu i na rolkach. Każda kropka pokazuje kadencję i moment obrotowy korby w jednosekundowych odstępach. Jak widać, te dwa typy trenerów mają bardzo różne krzywe oporu, przy czym rolki są znacznie „bardziej płaskie” ze wzrostem prędkości obrotowej. Aby osiągnąć tę samą moc, wydaje się, że jeździec wybiera wyższą kadencję (i niższy moment obrotowy korby). Aby osiągnąć ten sam poziom mocy (powiedzmy 175 watów), dowolnie wybrany rytm jeźdźca zmienia się w zależności od rodzaju oporu. „Przeniesienie” kadry trenera na jazdę na świeżym powietrzu ignoruje zarówno różnice w jeździe na świeżym powietrzu, jak i to, że trenerzy różnią się.

kadencja i moment obrotowy korby dla trenera i rolek

„… ale… ale rekord godziny jest ustawiony na wysoki rytm!”

Tak, większość rekordów godzin UCI w ciągu ostatnich 50 lat została ustalona z kadencjami od około 100 rpm do 107 rpm (z godnym uwagi wyjątkiem Obree, który ustanowił swoje rekordy na 93 i 95 rpm). Rekord godzinowy został ustawiony na rowerze o stałym biegu na torze, a co ważniejsze, wszystkie rekordy zostały ustawione przy dużej mocy i wysokim momencie obrotowym korby. Poniżej można zobaczyć kadencję i moment obrotowy korby dla wielu ostatnich rekordów godzin na podstawie danych z Bassett i in.; wykres pokazuje, że dla ostatnich rekordów ustalonych na poziomie morza średnia moc wahała się od około 370 do 460 watów, a moment obrotowy korby od 36 do 43 Nm. Nikt nie powiedziałby nowicjuszowi, aby pedałował ze stałym momentem obrotowym wynoszącym 40 Nm, ale wielu zaleca początkującym jazdę z prędkością prawie 100 obr / min. Wykorzystanie kadencji wydarzeń ustanawiających rekordy świata osiągniętych na stałym biegu na torze welodromowym jako przewodnika dla bardziej ogólnej jazdy ma tak samo sens, jak wykorzystanie momentu obrotowego rozruchu tego samego zdarzenia ustanawiającego rekordy świata na ustalonym biegu na torze welodromowym jako przewodnik dla bardziej ogólnej jazdy.

kadencja i moment obrotowy korby dla rekordów godzin

Wniosek

Wniosek z tego wszystkiego jest taki, że kadencja zmienia się zarówno w zależności od jazdy, jak i od kierowcy. W tym sensie pytanie o „optymalną kadencję” jest, w oderwaniu od właściwości jeźdźca i jeźdźca, czerwonym śledziem. Bez odpowiedniego kontekstu pytanie o optymalną kadencję jest jak pytanie o optymalną moc lub optymalny moment obrotowy korby.

R. Chung
źródło
4
R. Chung, powinieneś rozważyć dodanie indeksu do nagłówka postu.
Nawykam
19
To jedna z najlepszych odpowiedzi na każde pytanie, jakie widziałem na stronach SE, które odwiedzam.
HeyOverThere
1
Ogólnie rzecz biorąc, jest to fantastyczna odpowiedź. Myślę jednak, że sekcja „Odkształcenie kolana” ustanawia coś ze słomy. Nie sądzę, aby ktokolwiek dosłownie wierzył, że niskie kadencje uszkadzają kolana: jest to skrót „dla dowolnej mocy wyjściowej, mniejsza kadencja spowoduje więcej obrażeń na kolanach niż wyższa”. A to dlatego, że w miarę wyjaśniania, siła pedału uszkadza kolana, a niższy rytm wymaga większej siły, aby uzyskać tę samą moc. (I, jak można powiedzieć, jeśli jesteś oddanie się niską moc przy niskiej kadencji, mała siła nacisku na pedał nie będzie cię zranić.)
David Richerby
17

Po pierwsze, chyba że aspirujesz do bycia zawodowym kierowcą (lub przynajmniej wysoce konkurencyjnym amatorem), zignoruj ​​radę, że „musisz osiągnąć przynajmniej 90 obrotów na minutę” lub cokolwiek innego.

Po drugie, nawet jeśli masz takie aspiracje, nie osiągniesz sukcesu, próbując osiągnąć wysoki rytm od samego początku - to coś, co musisz rozwijać powoli.

Jeśli chodzi o wspinaczkę, całkowicie naturalne jest spowolnienie rytmu podczas wspinaczki. Jednak błędem, który popełniają wielu amatorów rangi (a niektórzy nawet ci, którzy myślą, że są gorącymi strzałami), jest próba wjechania na wzgórze na zbyt trudnym sprzęcie ze zbyt niskim rytmem.

Reguła, która moim zdaniem działa dobrze w większości niekonkurencyjnych sytuacji, to nigdy nie pedałować wolniej niż oddychasz i celować w rytm, który jest około dwa razy szybszy. To pozwala rzucić kadencję na swobodną jazdę i zapewnia dobrą wskazówkę w większości przypadków, aż do pełnych warunków wyścigu.

Jeśli chodzi o to, co kadencja jest „idealna”, widziałem badania wykonane może 15 lat temu, które sugerują, że kadencja około 85 jest optymalna dla większości kształtnych rowerzystów na poziomym podłożu - optymalizuje to ogólną moc i wytrzymałość na przejażdżkę o średnim czasie trwania (chociaż nie pamiętam, co to był „średni czas trwania”). Ale w tym badaniu niektórzy zawodnicy radzili sobie lepiej na 90 lub 100, a niektórzy na 80.

Jeśli chodzi o kolana, możliwe jest uszkodzenie kolana podczas jazdy bez natychmiastowego bólu (chociaż prawdopodobnie odczujesz dyskomfort kolana po 12-24 godzinach). Przypuszczam, że wielu jeźdźców fixie będzie narzekało na problemy z kolanami za kolejne 5-10 lat.

Daniel R. Hicks
źródło
2
Tylko dlatego, że redukujesz bieg, nie oznacza, że ​​ci, którzy nie muszą, są amatorami rangi. :)
Kaz
@Kaz - Zgadzam się - po prostu rangę.
Daniel R Hicks
2

Nie ma wiele do dodania do fantastycznej odpowiedzi R. Chunga, ale oto kilka dowodów na to, dlaczego wyższe kadencje są pożądane przy wyższych mocach wyjściowych.

Zasadniczo wytwarzanie dużej mocy przy niższych kadencjach wymaga większej rekrutacji szybkokurczliwych włókien, co, jak stwierdzono, powoduje szybsze wyczerpywanie zapasów glikogenu w nogach. Gdy poziomy glikogenu spadają, skurcze mięśni stają się mniej silne, co wymaga większej rekrutacji mięśni, a tym samym zużycia tlenu, a ponadto będzie mniej glikogenu dostępnego na późniejszych etapach podczas długiej jazdy.

I odwrotnie, wyższe kadencje rekrutują więcej wolnokurczliwych włókien, co było związane z wyższym poziomem utleniania tłuszczu i mniejszym wyczerpaniem glikogenu.

To skomplikować dalsze, to badania także pokazuje, że podczas gdy wolniejsze (60-70rpm) kadencje tendencję do zmniejszenia zużycia tlenu, wyższe (80-90rpm) cadences zminimalizowane nerwowo zmęczenie. Tak więc w rzeczywistości optymalna kadencja opierałaby się na kombinacji mocy wyjściowej, czasu jazdy, kondycji / zmęczenia rowerzysty i nie tylko!

John M.
źródło
Mówisz, że poruszanie pedałami powoli wykorzystuje włókna szybkokurczliwe, a szybkie przesuwanie - szybkim skurczem, co wydaje się sprzeczne z intuicją. Literówka?
David Richerby,
2
To rzeczywiście wydaje się sprzeczne z intuicją, ale nie jest to literówka - powolne przesuwanie pedałów wymaga większej siły, stąd rekrutacja szybkokurczliwych włókien. Wolnokurczliwe włókna nie mają problemu z kurczeniem się przy 100 obr./min, pod warunkiem, że wymagana siła nie jest zbyt duża.
John M
Ale powolne włókna skurczowe są wolniejsze podczas ODZYSKIWANIA.
Daniel R Hicks,