Dafür gibt es ja immer wieder Rechenbeispiele, dass Kassette x oder KB y für die andere LR-Größe gut passte und jetzt halt nicht mehr. Weil man am Ende doch den gleichen Anstieg mit den gleichen Beinen bewältigen muss.
Frage: wir gehen ja (oft/ immer) davon aus, dass das Gewicht, bzw die rotierende Masse keinen sehr großen Einfluss hat, wegen des Energieerhaltungssatz. Das kann im Anstieg aber nur bis zu einer bestimmten Kombination aus Steilheit und Geschwindigkeit gelten.
Hat da mal ein Kluger ein Beispiel gerechnet, dass z.B. bei >10° und <6kmh ständig erneut beschleunigt wird und dann jedes Gramm zählt?
Mir kommt das nämlich oft so vor. Grenze liegt so bei ca. 8-10kmh. Solange man die halten kann ist der Uphill geschmeidig oder effizient; danach nicht mehr.
Es könnte aber auch sein, dass man, wenn es steil wird automatisch mehr hm/h macht. Würde theoretisch auch über Tempo in den flacheren Anstiegen gehen. Macht man aber nicht, wenn man nicht gezielt darauf achtet.
Ist bei mir zumindest so: bei <10° liege ich meist 450-500hm/h und >10° eher 600hm/h++.
Dazu zweierlei (weil die vorhergehende Antwort etwas verkürzt war):
1) Mehr Aufwand (Arbeit = Energie) im mechanischen Sinn brauchst du bei unrhythmischer Fahrweise nur, wenn Energie aus einer “mechanischen” Energie in Wärme überführt wird, was etwa bei Federelementen in den Dämpfungsbauteilen geschieht (nicht in der Feder!).
Was anderes ist jedoch, wie du diese Energie aufbringst. Wenn du unrhythmisch fährst, hast du meist eine deutlich kleinere Trittfrequenz. Das bedeutet aber, dass du für dieselbe Leistung mehr Kraft aufbringen musst. Ob es einem liegt, eine Bewegung mit mehr Kraft und dafür weniger oft oder öfters und dafür mit weniger Kraft aufzubringen, ist individuell und kann mit einem entsprechenden Gang beantwortet werden. Wenn ein Gangwechsel nicht mehr möglich ist, wirst du eventuell zu einem Tritt gezwungen, der für dich nicht optimal oder eventuell auch einfach nur ungewohnt ist.
2) Umso steiler es ist, umso größer ist der Anteil der aufgebrachten Energie, der in den Hub (deine Masse - inklusive Fahrrad - den Berg hochzubringen, was die potentielle Energie im Gravitationsfeld steigert) gesteckt wird. Luftwiderstand dürfte bei den genannten Fällen keine Rolle spielen, aber die Energie, die der Rollwiderstand (und sonstige Reibung, aber die ist eher senkundär) auffrisst, ist proportional zur gefahrenen Strecke. Je steiler, je mehr gemachte Höhenmeter pro Strecke. Das ist tatsächlich der Grund, warum steil berghoch effektiver, aber wegen 1) gefühlt mehr anstrengend ist.
Beim Bremsen würgst du die Rotationsenergie ab und hast außer Wärme nichts gewonnen. Die von dir zuvor aufgebrachte Energie zum Aufbau der Rotation ist nun für dich unnutzbar als Wärme ins Nirvana verschwunden.
Überfährst du weichen Boden, wirst du natürlich auch abgebremst. Aber die zuvor reingesteckte Energie verschwindet nicht ungenutzt im Nirvana. Denn je mehr an Rotationsenrgie du zuvor reingebracht hast, desto mehr sind die Räder bestrebt, ihre Bewegung beizubehalten und du musst weniger an neuer Energie dafür aufbringen, um die Geschwindigkeit zu halten.
Achtung:
Wenn du schneller bist, bremst dich ein bestimmtes Hindernis/Widerstand weniger ab (in Bezug auf Geschwindigkeit!), weil die kinetische Energie mit dem Quadrat der Geschwindigkeit skaliert. Sollte man spätestens mit dem Führerschein gelernt haben, wo das ja in der Bremswegformel deutlich wird. Es braucht dann aber aus demselben Grund bei einer höheren Geschwindigkeit auch mehr Energie für denselben Zuwachs an Geschwindigkeit. Kann man die Energie speichern, was beim Biken etwa beim Überrollen von Hindernissen in potentieller Energie geschieht (Reifeneffekte außer Acht gelassen!), dann kommt die zurück und man ist danach genauso schnell wie vorher. Interessanterweise verliert man dabei aber zwischendurch weniger Geschwindigkeit, wenn man schneller ist (kleineres Geschwindigkeitsdelta entspricht demselben Delta an kinetischer Energie bei höherer Ausgangsgeschwindigkeit und die potentielle Energie beim Hindernis hängt nicht von der Geschwindigkeit ab, solange man nicht den Bodenkontakt verliert).
Das Massenträgheit ist konstant!
Außer du isst zwischendurch eine Pizza.
Die Differenz der Quadratzahlen verwenden, korrekterweise ist es die Winkelgeschwindigkeit:
Erot = 0,5 I (w2² - w1²)
mit
Erot Rotationsenergie
I Trägheitsmoment
w Winkelgeschwindigkeit
Allgemein sollte man bedenken, in welcher Relation die Energien im System Bike spielen. Außer beim Luftwiderstand (da ist es wesentlich die Fläche) ist ja stets die Masse die entscheidende Größe, dabei ist aber für alles, was über längere Zeit betrachtet wird, also etwa Effizienz, immer das Gesamtgewicht aus Bike und Fahrer von Bedeutung und da ist der Fahrer immer der wesentlich größere Anteil und selbst Rotation von irgendwelchen im Vergleich wirklich kleinen Massen ändert daran nichts. Insofern kann man die Radgröße gerne beiseite lassen mit Ausnahme von vielleicht zwei Aspekten:
1) Rollwiderstand wegen unterschiedlicher Aufstandsfläche und Walkarbeit bei unterschiedlichem Radius und damit Krümmung des Reifens. Ist aber beim MTB wegen oft dominierendem Einfluss des Untergrunds weniger wichtig.
2) Überrollverhalten. Das ist der wesentliche Punkt! Wenn ein Reifen weniger gekrümmt ist, dann verbleibt, wie einfach ersichtlich ist, für die zu verrichtende Anhebung der Gesamtmasse an einem Hindernis mehr Zeit, was bei gleicher energetischer Bilanz aber eine geringere momentane Impulsänderung - dafür über eine längere Zeit! - bedeutet, sprich weniger Kraft, die auf den Fahrer einwirkt (dafür länger). Im Prinzip ist das nicht anderes als das, was ein gefedertes Fahrwerk auch bewirkt. Natürlich sprechen wir hier von anderen Dimensionen, aber genau das ist der Grund, warum sich größere Reifen/Räder gerade an einem MTB besser fahren.