Základní zákon cyklistiky říká: „Ať jedeš kamkoli, vždycky jedeš do kopce a proti větru.“
Rozdíl mezi jízdou po rovině a do kopce případně v bezvětří a proti větru cítí cyklista v nohách opravdu významně. O jízdě po větru či z kopce nemluvě. Zákon cyklistiky se dá oklamat, když jezdec zamíří do kopce s větrem v zádech. Aspoň subjektivní pocity tomu napovídají. Nejnovější výzkumy Martina Biera z East Caroline University publikované ve vědeckém časopise American Journal of Physics ale vyvracejí.
Náruživého cyklistu Biera ponoukla k výzkumu jízdy do kopce s větrem v zádech bouřlivá diskuse o světovém rekordu v cyklistické disciplíně everesting, což je jízda nahoru a dolů na jednom a tom samém kopci, při které jezdec celkem nastoupá 8 848 metrů – tedy na úroveň nadmořské výšky vrcholku Mt. Everestu.
Disciplína získala na oblibě během covidových lockdownů. V roce 2021 vytvořil světový rekord v everestingu irský cyklista Ronan McLaughlin. Do výšky vrcholku Čomolungmy vystoupal na kole za 6:40:54. Bezmála o 20 minut tak pokořil předchozí světový rekord 6:59:38 amerického amatérského cyklisty Seana Gardnera z roku 2020.
Na sociálních sítích se donekonečna rozebíralo, do jaké míry přispěl McLaughlinovi k rekordu vítr, který mu při jízdě do kopce vál do zad rychlostí 5,5 metru za sekundu, tedy kolem 20 km/hod. Gardnerovi fanoušci tvrdili, že bez pomoci větru by byl McLaughlin výrazně pomalejší.
Neměly by tedy být i pro everesting stanoveny limity dovolené podpory větru, jako je tomu třeba u sprinterů nebo skokanů do dálky? Martin Bier došel k závěru, že vítr má na jízdu do kopce zanedbatelný vliv.
Zrádná druhá mocnina
Bier vysvětluje, že z čistě fyzikálního hlediska je cyklistika pro výzkum jednodušší než běh. „Při běhu se pohyb nohou opakovaně zrychluje a zpomaluje a těžiště běžce se pohybuje nahoru a dolů," říká Bier. „Cyklistika využívá ‚valivý pohyb‘, který je mnohem plynulejší, rychlejší a efektivnější – veškerá práce jde čistě proti gravitaci a tření.“
Bier ale připomíná, že odpor vzduchu, s kterým cyklista bojuje, se zvyšuje s druhou mocninou jeho rychlosti. Pokud je odpor vzduchu hlavní faktor omezující rychlost jízdy – což platí pro cyklistu na rovině nebo při jízdě z kopce – pak je k dosažení dvojnásobně vyšší rychlosti zapotřebí vyvinout čtyřnásobně větší sílu. Ztrojnásobení rychlosti už vyžaduje devětkrát větší úsilí. Při jízdě do kopce je rychlost mnohem nižší, takže odpor vzduchu nehraje velkou roli.
„Když jedete do kopce, tak bojujete především s gravitací a když zdvojnásobíte výkon, zdvojnásobí se i vaše rychlost. Proto dochází v cyklistických závodech k útokům ve stoupáních, protože tam vám vaše mimořádné úsilí vynese větší náskok,“ vysvětluje Bier.
Pro sólové úsilí během everestingu jsou výpočty jednoduché. Jezdec se neschovává v aerodynamickém „pytli“ za cyklistou jedoucím před ním. Vstupy pro výpočet jsou jednoduché – jsou to watty, gravitace a odpor.
„Naivně si můžete myslet, že vám silný vítr do zad vykompenzuje zvýšenou námahu při stoupání a že do kopce vyjedete, jako kdybyste jeli po rovině. Cestou dolů proti větru sice máte zvýšený odpor vzduchu, ale jen do té míry, že se znovu cítíte, jako kdybyste jeli po rovné silnici. Jenže tak to nefunguje – druhá mocnina, o které jsem se už zmínil, tohle všechno bourá!“ říká Bier.
Martin Bier ve své studii dokazuje, že vítr do zad může při stoupání pomoci jen trochu. Většina práce vynaložené při jízdě do kopce padá na boj s gravitací. Následný sjezd z kopce dolů je rychlý, trvá mnohem kratší dobu a protivítr při něm hraje obrovskou roli. Rychlost při jízdě z kopce je u špičkových everesterů vysoká – asi 80 km/h.
„Odpor vzduchu stoupá s druhou mocninou rychlosti, což ještě zesiluje brzdění protivětrem při sjezdu a dochází tak k velkému poklesu rychlosti," říká Bier. „Pokud vůbec získáte nějakou pomoc od větru během stoupání, tak ta se tím anuluje."
Podle Biera nemá při everestingu smysl čekat na příhodný vítr. „Neexistují žádné jednoduché triky," řekl americký fyzik. „Pokud chcete být lepším everesterem, musíte zhubnout a trénovat, abyste generovali více wattů. Na ničem jiném nezáleží – tomu se nejde vyhnout.”
Nejeden silniční cyklista „hobík“ by asi ale i tak odpřisáhl „na zlomený karbonový rám“, že s větrem v zádech se jede do kopce snáz a že při jízdě z kopce nehraje protivítr tak velkou roli. Že by to byl placebo efekt?
Doufejme, že po seznámení s výsledky Bierovy studie nebudou cyklistům při jízdě do kopce s větrem v zádech tuhnout nohy, protože už budou vědět, že jim vítr nijak zvlášť nepomáhá. A při jízdě z kopce nebudou mít pocit, že ačkoli šlapou ze všech sil, tak se loudají jako šneci, protože si budou vědomi pravidla druhé mocniny.