Ihr Leistungsergebnis verstehen
Die Tabelle zeigt Modellschätzungen für eine 75 kg schwere Person auf einem 9 kg schweren Rad in der Ebene bei Windstille unter den Annahmen dieses Rechners (Crr 0,005, CdA 0,32 m², Luftdichte 1,225 kg/m³, Wirkungsgrad 97,5%). Beachten Sie, wie der Anteil des Luftwiderstands mit der Geschwindigkeit steigt.
| Geschwindigkeit | Geschätzte Leistung | Anteil für den Luftwiderstand |
|---|---|---|
| 20 km/h | ≈ 58 W | ≈ 59% |
| 25 km/h | ≈ 97 W | ≈ 70% |
| 30 km/h | ≈ 152 W | ≈ 77% |
| 35 km/h | ≈ 226 W | ≈ 82% |
| 40 km/h | ≈ 323 W | ≈ 85% |
- Sämtliche Konstanten sind typische Annahmen und keine Messungen Ihres Materials. Allein der CdA reicht üblicherweise von etwa 0,20 m² (aggressive Zeitfahrposition) bis 0,40 m² und mehr (aufrechtes Fahren), und der Crr schwankt zwischen Reifen und Belägen um ein Mehrfaches.
- Unterstellt wird Windstille. Gegenwind erhöht die erforderliche Leistung deutlich, da der Luftwiderstand von der Anströmgeschwindigkeit und nicht von der Fahrgeschwindigkeit abhängt.
- Die Luftdichte sinkt mit der Höhe und steigt bei kaltem Wetter, was den Luftwiderstandsterm verändert.
- In Abfahrten kann das Modell sehr geringe Werte oder null ergeben, da der Vortrieb aus der Schwerkraft stammt; der Rechner begrenzt die angezeigte Leistung nach unten auf 0 W.
- Ein kalibrierter Leistungsmesser erfasst die tatsächliche Leistung unmittelbar und ist der Referenzstandard; Modellschätzungen dienen der Veranschaulichung und der groben Planung.
Was leistet ein Radleistungs-Rechner?
Die Radleistung ist die Rate, mit der eine fahrende Person mechanische Arbeit verrichtet, gemessen in Watt. Auf der Straße fließt diese Arbeit in drei physikalische Lasten: das Heben der Gesamtmasse aus Fahrer und Rad gegen die Schwerkraft an einer Steigung, das Überwinden des Rollwiderstands zwischen Reifen und Fahrbahn und das Verdrängen der Luft. Ein gut etabliertes physikalisches Modell, das in Studien wie Martin et al. (1998) an gemessener Leistung validiert wurde, summiert diese Kräfte und multipliziert sie mit der Geschwindigkeit, um die erforderliche Leistung zu erhalten.
Da die tatsächlichen Luft- und Rollwiderstandsparameter einer bestimmten Fahrerin und eines bestimmten Rads selten bekannt sind, verwendet dieser Rechner typische veröffentlichte Werte als feste Annahmen: einen Rollwiderstandsbeiwert (Crr) von 0,005, repräsentativ für Rennradreifen auf Asphalt; eine effektive Stirnfläche (CdA) von 0,32 m², repräsentativ für eine Rennradposition am Oberlenker; eine Luftdichte von 1,225 kg/m³, den Standardwert auf Meereshöhe bei 15 °C; sowie einen Wirkungsgrad des Antriebsstrangs von 97,5%, im Einklang mit veröffentlichten Messungen an Kettenantrieben. Unterstellt wird zudem Windstille, also weder Gegen- noch Rückenwind.
In der Praxis streuen die Werte um diese Annahmen: Sitzposition (Unterlenker gegenüber aufrecht), Bekleidung, Material, Reifenwahl, Fahrbahnbelag, Höhenlage und Wind können die erforderliche Leistung jeweils spürbar verändern. Ein Leistungsmesser mit direkter Kraftmessung bleibt daher der Referenzstandard, um die tatsächliche Leistung einer Person zu erfassen.
So verwenden Sie diesen Radleistungs-Rechner
- Geben Sie Ihre Fahrgeschwindigkeit in km/h ein.
- Geben Sie Ihr Körpergewicht und das Gewicht Ihres Rads ein; ihre Summe bestimmt die Lasten aus Schwerkraft und Rollwiderstand.
- Geben Sie die Steigung der Straße als Prozentwert ein: 0 für die Ebene, positiv für Anstiege (etwa 5 für 5% Steigung), negativ für Abfahrten.
- Lesen Sie die geschätzte Leistung in Watt, den Wert in Watt pro Kilogramm sowie den Anteil der Leistung ab, der auf den Luftwiderstand entfällt.
Die Physik hinter der Radleistung
Das Modell summiert drei Widerstandskräfte, multipliziert sie mit der Fahrgeschwindigkeit und teilt anschließend durch den Wirkungsgrad des Antriebsstrangs, um die Reibungsverluste in Kette und Lagern zu berücksichtigen. Die Schwerkraftkomponente ist die Gesamtmasse mal g mal dem Sinus des Straßenwinkels; der Rollwiderstand ist die Masse mal g mal dem Kosinus des Winkels mal Crr; der Luftwiderstand wächst mit dem Quadrat der Geschwindigkeit, weshalb die Leistung zu seiner Überwindung mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit wächst.
Rechenbeispiel: eine 75 kg schwere Person auf einem 9 kg schweren Rad mit 30 km/h in der Ebene. Der Rollwiderstand steuert etwa 4,1 N bei und der Luftwiderstand rund 13,6 N; die Gesamtleistung liegt bei ungefähr 152 W, wovon etwa 77% auf die Luft entfallen. Dieselbe Person benötigt bei 40 km/h rund 323 W, also mehr als das Doppelte für ein Drittel mehr Geschwindigkeit, da die Leistung gegen den Luftwiderstand mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit skaliert.
Die Watt pro Kilogramm teilen die Leistung durch das Fahrergewicht. Es ist die übliche Normierung im Radsport, da die Steiggeschwindigkeit an steilen Anstiegen weitgehend von der Leistung im Verhältnis zum Gesamtgewicht bestimmt wird, während die Geschwindigkeit in der Ebene weitgehend von der absoluten Leistung im Verhältnis zum Luftwiderstand abhängt (Allen, Coggan & McGregor, Training and Racing with a Power Meter).
Häufige Fehler
- Die Modellschätzung unmittelbar mit der Anzeige eines Leistungsmessers vergleichen und die Differenz der Form zuschreiben, obwohl Unterschiede bei CdA, Crr und Wind den größten Teil erklären.
- Die Steigung als Dezimalzahl (0,05) statt als Prozentwert (5) eingeben.
- Den Wind ausblenden: Das Modell unterstellt Windstille, und schon mäßiger Gegenwind erhöht den tatsächlichen Leistungsbedarf spürbar.
- Annehmen, die Leistung skaliere linear mit der Geschwindigkeit, obwohl der Luftwiderstandsterm mit der dritten Potenz wächst und kleine Geschwindigkeitsgewinne bei hohem Tempo daher teuer sind.
- Für die Steiglast nur das Fahrergewicht heranziehen; das Modell rechnet für Schwerkraft und Rollwiderstand zu Recht mit der Masse aus Fahrer und Rad.
Häufig gestellte Fragen
Wie viel Watt sind für 30 km/h nötig?
Unter den Standardannahmen dieses Rechners (75 kg Fahrergewicht, 9 kg Rad, ebene Straße, Windstille, Crr 0,005, CdA 0,32 m²) erfordert eine Fahrt mit 30 km/h rund 150 Watt, wovon etwa drei Viertel auf die Überwindung des Luftwiderstands entfallen. Der tatsächliche Bedarf hängt von Sitzposition, Material, Wind und Fahrbahnbelag ab.
Was ist der CdA beim Radfahren?
Der CdA ist der Luftwiderstandsbeiwert multipliziert mit der Stirnfläche, angegeben in Quadratmetern; er fasst in einer einzigen Zahl zusammen, wie aerodynamisch Fahrerin und Rad sind. Dieser Rechner unterstellt einen für das Rennradfahren typischen Wert von 0,32 m². Veröffentlichte Werte reichen von etwa 0,20 m² in aggressiver Zeitfahrposition bis 0,40 m² und mehr bei aufrechtem Fahren, weshalb die Sitzposition die Geschwindigkeit bei gleicher Leistung so stark verändert.
Was ist ein guter Wert in Watt pro Kilogramm?
Watt pro Kilogramm ist die Leistung geteilt durch das Fahrergewicht und zählt vor allem an Anstiegen, wo die Geschwindigkeit weitgehend von der Leistung im Verhältnis zum Gesamtgewicht bestimmt wird. Da die dauerhaft haltbaren W/kg mit Trainingshintergrund, Belastungsdauer und Alter enorm schwanken, gibt es keine einzelne gute Zahl; die leistungsbasierte Trainingsliteratur (Allen, Coggan & McGregor) beschreibt Fahrerinnen und Fahrer über weite Bereiche hinweg. Aussagekräftiger als der Vergleich mit anderen ist daher der Vergleich des eigenen Werts über die Zeit.
Warum überwiegt der Luftwiderstand bei höheren Geschwindigkeiten?
Die Luftwiderstandskraft wächst mit dem Quadrat der Anströmgeschwindigkeit, die Leistung zu ihrer Überwindung mit der dritten Potenz. Der Rollwiderstand bleibt hingegen mit der Geschwindigkeit nahezu konstant. Bei 20 km/h schreibt das Modell etwa 59% der Leistung dem Luftwiderstand zu; bei 40 km/h erreicht dieser Anteil rund 85%, weshalb die Aerodynamik im schnellen Rennen dominiert.
Wie genau ist ein Leistungsmodell im Vergleich zu einem Leistungsmesser?
Validierungsstudien wie Martin et al. (1998) fanden, dass das physikalische Modell eng mit der gemessenen Leistung übereinstimmt, sofern CdA, Rollwiderstand, Wind und Steigung für die konkrete Person und Strecke tatsächlich gemessen werden. Dieser Rechner verwendet statt gemessener Werte typische feste Annahmen, weshalb seine Ausgabe als edukative Schätzung zu lesen ist; der Referenzstandard für die einzelne Person bleibt ein kalibrierter Leistungsmesser mit direkter Kraftmessung.
Wie verändert die Steigung den Leistungsbedarf?
An einem Anstieg kommt ein Schwerkraftterm hinzu, der proportional zur Gesamtmasse und zum Sinus des Straßenwinkels ist. Für ein System aus Fahrer und Rad von 84 kg fügt jedes Prozent Steigung rund 8,2 Newton Widerstandskraft hinzu; bei 15 km/h sind das etwa 35 zusätzliche Watt je Prozent Steigung. Deshalb folgt die Steiggeschwindigkeit den Watt pro Kilogramm so eng.
Quellenangaben
- Martin JC, Milliken DL, Cobb JE, McFadden KL, Coggan AR. Validation of a mathematical model for road cycling power. Journal of Applied Biomechanics 1998; 14(3): 276–291.
- Wilson DG. Bicycling Science, 3rd edition. MIT Press, 2004 — rolling resistance, aerodynamic drag and drivetrain efficiency of bicycles.
- Allen H, Coggan AR, McGregor S. Training and Racing with a Power Meter, 3rd edition. VeloPress, 2019.
- International Civil Aviation Organization (ICAO). Standard Atmosphere — sea-level air density 1.225 kg/m³ at 15 °C.
- American College of Sports Medicine. ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 11th edition. Wolters Kluwer, 2021.