ประสิทธิภาพของจักรยานคือ ประสิทธิภาพ ที่วัดได้เช่นประสิทธิภาพการใช้พลังงานซึ่งส่งผลต่อประสิทธิผลของจักรยานจักรยานเป็นเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพอย่างมาก ในแง่ของปริมาณพลังงาน ที่บุคคลต้องใช้ในการเดินทางในระยะทางที่กำหนด การปั่นจักรยานถือเป็น วิธีการขนส่งที่ใช้พลังงานด้วยตนเองที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด^{[ 1 ]}

ประสิทธิภาพ การขนส่งของจักรยานยังโดดเด่นในแง่ของตันกิโลเมตร อีก ด้วย^{[ 2 ]}ในแง่ของอัตราส่วนของ น้ำหนัก บรรทุก ( น้ำหนักบรรทุก ) ที่จักรยานสามารถบรรทุกได้ต่อน้ำหนักรวมของจักรยาน การปั่นจักรยาน (ในที่นี้เรียกว่าการปั่นจักรยานขนส่งสินค้า ) ยังเป็นวิธีการขนส่งสินค้าที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดอีกด้วย

จากมุมมองเชิงกล พลังงาน เชิงกลที่ผู้ขี่ส่งไปยังแป้นเหยียบมากถึง 99% จะถูกส่งไปยังล้อ (โซ่ใหม่ที่สะอาดและหล่อลื่นที่ 400 วัตต์) แม้ว่าการใช้กลไกเกียร์ จะลดประสิทธิภาพนี้ลง 1–7% ( ตีนผีที่สะอาดและหล่อลื่นอย่างดีและแนวโซ่ ตรง ) 4–12% (โซ่กับดุม 3 สปีด) หรือ 10–20% (เพลาขับกับดุม 3 สปีด) ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นในแต่ละช่วงจะเกิดขึ้นที่ระดับกำลังที่สูงขึ้นและในระบบขับเคลื่อนโดยตรง (เกียร์ดุม) หรือกับเฟืองขับขนาดใหญ่ (ตีนผี) ^{[ 3 ] [ 4 ]}

การที่มนุษย์เดินทางด้วยจักรยานด้วยความเร็ว 16–24 กม./ชม. (10–15 ไมล์/ชม.) โดยใช้พลังงานเท่ากับการเดิน ถือเป็นวิธีการขนส่งมนุษย์ที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานมากที่สุด^{[ 5 ]}แรงต้านอากาศซึ่งเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเร็ว ต้อง ใช้กำลัง ขับ ที่สูงขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเทียบกับความเร็ว จักรยานที่ผู้ขี่นอนหงายเรียกว่าจักรยานเอนหลังหรือหากมีฝาครอบตามหลัก อากาศพลศาสตร์ เพื่อลดแรงต้านอากาศให้เหลือน้อยที่สุด ก็ เรียกว่า เว โล โมบิล

จากการศึกษาพบว่ามนุษย์ที่มีน้ำหนัก 70 กก. (150 ปอนด์) ต้องการพลังงานประมาณ 60 วัตต์ในการเดินด้วยความเร็ว 5 กม./ชม. (3.1 ไมล์/ชม.) บนพื้นแข็งและเรียบ^{[ 6 ]}ในขณะที่เครื่องคำนวณที่ kreuzotter.de ระบุว่าบุคคลเดียวกันและกำลังไฟฟ้าที่ส่งออกบนจักรยานธรรมดาจะเดินทางด้วยความเร็ว 15 กม./ชม. (9.3 ไมล์/ชม.) ^{[ 7 ]}ดังนั้นในสภาวะเหล่านี้ การใช้พลังงานในการปั่นจักรยานจึงประมาณหนึ่งในสามของการเดินในระยะทางเดียวกัน ความเร็วในการขึ้นเนินและลงเนินจะแตกต่างกันไปตามความชันของทางลาดและความพยายามของผู้ปั่น การปั่นจักรยานขึ้นเนินต้องใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วง ดังนั้นความเร็วจึงต่ำกว่าและ/หรืออัตราการเต้นของหัวใจสูงกว่าเมื่อปั่นบนพื้นราบ ด้วยความพยายามปานกลาง นักปั่นจักรยานสามารถปั่นขึ้นเนินลาดเบาๆ ได้ 8-10 กม./ชม. การปั่นบนหญ้า ทราย โคลน หรือหิมะจะทำให้ความเร็วของผู้ปั่นลดลงด้วย โดยไม่ต้องปั่นลงเนิน นักปั่นจักรยานสามารถทำความเร็วได้ถึง 20-40 กม./ชม. ได้อย่างง่ายดายบนทางลาดที่ไม่ชันมากประมาณ 5% และทำความเร็วได้เกิน 50 กม./ชม. บนทางลาดชันที่สูงกว่านั้น

ปริมาณพลังงานที่มนุษย์สามารถสร้างได้และระยะเวลาที่สามารถสร้างได้นั้นแตกต่างกันไปตามสภาพร่างกายพลังงานจำเพาะอาจแสดงเป็นวัตต์ต่อกิโลกรัมของมวลร่างกาย นักปั่นจักรยานที่ออกกำลังกายสามารถสร้างพลังงานได้ตั้งแต่ 1.0 วัตต์/กิโลกรัม (ผู้หญิงมือใหม่) 2.2 วัตต์/กิโลกรัม (ผู้ชายที่ไม่ได้ฝึกฝนโดยเฉลี่ย) 3.0 วัตต์/กิโลกรัม (ผู้ชายที่มีสมรรถภาพทางกายปานกลางหรือผู้หญิงที่มีสมรรถภาพทางกายดี) และ 6.6 วัตต์/กิโลกรัม (นักกีฬาชายระดับท็อป) ที่ระดับพลังงานเกณฑ์การทำงาน (ประมาณหนึ่งชั่วโมง) 5 วัตต์/กิโลกรัมเป็นระดับที่นักปั่นสมัครเล่นชายที่ยอดเยี่ยมหรือนักปั่นสมัครเล่นหญิงที่ยอดเยี่ยมสามารถทำได้^{[ 8 ]}ระดับพลังงานสูงสุดที่คงที่ในระหว่างหนึ่งชั่วโมงถูกบันทึกไว้ตั้งแต่ประมาณ 200 วัตต์ ( กลุ่มทดลอง ของ NASAที่เป็น "ผู้ชายที่มีสุขภาพดี") ถึง 500 วัตต์ ( Eddy Merckxบนเครื่องวัดกำลังในปี 1975) สำหรับการปั่นจักรยานหนึ่งวัน ตัวเลขเหล่านี้สามารถลดลงได้ครึ่งหนึ่งโดยประมาณ สำหรับระยะเวลาหนึ่งนาทีจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า^{[ 9 ]}

พลังงานที่เข้าสู่ร่างกายมนุษย์อยู่ในรูปของพลังงานจากอาหารซึ่งโดยปกติจะวัดเป็นกิโลแคลอรี [kcal] หรือกิโลจูล [kJ ซึ่งเทียบเท่ากับกิโลวัตต์หรือกิโลวัตต์-วินาที] สามารถนำมาสัมพันธ์กับระยะทางที่เดินทางและน้ำหนักตัวได้ ทำให้ได้หน่วยต่างๆ เช่น⁠กิโลจูล/กม.⋅กก.อัตราการบริโภคอาหาร กล่าวคือ ปริมาณที่บริโภคในช่วงเวลาหนึ่งๆ คือ กำลังไฟฟ้าขาเข้า ซึ่งสามารถวัดได้ในหน่วยกิโลแคลอรีต่อวัน หรือจูลต่อวินาที = วัตต์ (1000 กิโลแคลอรีต่อวัน ≈ 48.5 วัตต์ )

พลังงานที่ใช้ไปนี้สามารถหาได้จากการวัดปริมาณการใช้ออกซิเจน หรือในระยะยาวจากการบริโภคอาหาร โดยสมมติว่าน้ำหนักตัวไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งรวมถึงพลังงานที่จำเป็นสำหรับการดำรงชีวิต เรียกว่าอัตราการเผาผลาญพื้นฐาน (BMR) หรือโดยประมาณคืออัตรา การเผาผลาญขณะพักผ่อน

ปริมาณอาหารที่ต้องการสามารถคำนวณได้โดยการหารกำลังที่ผลิตได้ด้วยประสิทธิภาพของกล้ามเนื้อซึ่งอยู่ที่ 18–26% จากตัวอย่างข้างต้น หากบุคคลที่มีน้ำหนัก 70 กิโลกรัม ปั่นจักรยานด้วยความเร็ว 15 กิโลเมตรต่อชั่วโมง โดยใช้พลังงาน 60 วัตต์ และสมมติว่าประสิทธิภาพของกล้ามเนื้ออยู่ที่ 20% โดยประมาณแล้ว 1 ⁠กิโลจูล/กม.⋅กก. จำเป็นต้องมีอาหารเพิ่มใน การคำนวณปริมาณอาหาร ทั้งหมดที่ต้องการระหว่างการเดินทาง ต้องเพิ่ม BMR เข้ากับกำลังไฟฟ้าขาเข้าก่อน หากบุคคลที่มีน้ำหนัก 70 กก. เป็นหญิงชราตัวเล็ก BMR ของเธออาจอยู่ที่ 60 วัตต์ ในกรณีอื่นๆ จะสูงกว่าเล็กน้อย^{[ 10 ]}เมื่อพิจารณาในลักษณะนี้ ประสิทธิภาพในตัวอย่างนี้จะลดลงครึ่งหนึ่งอย่างมีประสิทธิภาพ และประมาณ2กิโลจูล/กม.⋅กก.จำเป็นต้อง จัดหาอาหาร ทั้งหมด

แม้ว่านี่จะแสดงให้เห็นถึงปริมาณอาหารที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับการปั่นจักรยานด้วยกำลังต่ำ แต่ในทางปฏิบัติแทบจะไม่สังเกตเห็นเลย เนื่องจากพลังงานที่เพิ่มขึ้นจากการปั่นจักรยานหนึ่งชั่วโมงสามารถชดเชยได้ด้วยถั่วหรือช็อกโกแลต 50 กรัม อย่างไรก็ตาม สำหรับการปั่นจักรยานระยะไกลและเร็ว หรือการปั่นขึ้นเนิน ความต้องการอาหารที่เพิ่มขึ้นก็จะเห็นได้ชัดเจน

ในการคำนวณประสิทธิภาพให้สมบูรณ์ ประเภทของอาหารที่บริโภคจะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพโดยรวม ซึ่งต้องพิจารณาถึงพลังงานที่ใช้ในการผลิต จัดจำหน่าย และปรุงอาหารด้วย

ในการปั่นจักรยานเพื่อการใช้งานทั่วไปความเร็วที่ทำได้มีความแตกต่างกันมาก ผู้สูงอายุที่ปั่นจักรยาน แบบตั้งตรง อาจทำความเร็วได้น้อยกว่า 10 กม./ชม. (6.2 ไมล์/ชม.) ในขณะที่ผู้ที่แข็งแรงกว่าหรืออายุน้อยกว่าอาจทำความเร็วได้มากกว่านั้นถึงสองเท่าบนจักรยานคันเดียวกัน สำหรับนักปั่นจักรยานในโคเปนเฮเกนความเร็วเฉลี่ยในการปั่นจักรยานอยู่ที่ 15.5 กม./ชม. (9.6 ไมล์/ชม.) ^{[ 11 ]}สมรรถภาพและจังหวะการปั่นของผู้ปั่น แรงดันลมยางและขนาดของยางจักรยาน อัตราทดเกียร์ ความลาดชันของภูมิประเทศ ล้วนส่งผลต่อความเร็วโดยรวมของผู้ปั่น ผู้ที่ปั่นด้วยกำลัง 100 วัตต์ สามารถทำความเร็วได้ 5.5 ม./วินาที บนจักรยานแบบตั้งตรง 7.5 ม./วินาที บนจักรยานแข่ง 10 ม./วินาที บนจักรยาน HPV แบบมีแฟริ่ง และ 14 ม./วินาที บนจักรยาน HPV ขั้นสูงสุด^{[ 9 ]} ในการปั่นจักรยานเพื่อการแข่งขัน ความเร็วสูงที่ยั่งยืนจะเพิ่มขึ้นได้ด้วยการใช้วัสดุที่มีน้ำหนักเบา ยางที่มีแรงต้านต่ำ การออกแบบตามหลักอากาศ พลศาสตร์และผลกระทบทางอากาศพลศาสตร์ของกลุ่มนักปั่นกลุ่มนักปั่นสามารถรักษาความเร็วที่สูงขึ้นได้ในระยะทางไกล เนื่องจากนักปั่นหลายคนผลัดกันนำหน้าลมแล้วชะลอความเร็วลงเพื่อพักผ่อนการแข่งขันไทม์ไทรอัลแบบทีมก็ให้ผลเช่นเดียวกัน

นักปั่นจักรยานเพื่อสุขภาพใช้เครื่องวัดความเร็วหรือคอมพิวเตอร์จักรยานในการวัด บันทึก และแบ่งปันตัวแปรต่างๆ มากมาย รวมถึงความเร็ว ความลาดชัน ระยะทาง เวลา รอบขา ความชัน กำลัง (วัตต์) อุณหภูมิ ข้อมูล GPS เส้นทาง และแม้กระทั่งอัตราการเต้นของหัวใจ

ความเร็วสูงสุดที่บันทึกไว้อย่างเป็นทางการสำหรับยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานมนุษย์ (HPV) บนพื้นราบและลมสงบโดยไม่มีอุปกรณ์ช่วยภายนอก (เช่น การใช้มอเตอร์ช่วยและตัวกันลม แต่รวมถึงแรงโน้มถ่วงช่วยในปริมาณที่กำหนด) คือ 144.18 กม./ชม. (89.59 ไมล์/ชม.) ซึ่งทำได้ในปี 2016 โดยTodd Reichertใน Eta Speedbike ซึ่งเป็นจักรยานเอนนอนที่ออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์^{[ 12 ]}ในการแข่งขัน Race Across America ปี 1989 กลุ่ม HPV ได้ข้ามสหรัฐอเมริกาในเวลาเพียง 5 วัน^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}ความเร็วสูงสุดที่บันทึกไว้อย่างเป็นทางการสำหรับจักรยานที่ขี่ในท่าตรงแบบปกติภายใต้สภาพที่มีแฟริ่งครบถ้วนคือ 82 กม./ชม. (51 ไมล์/ชม.) ในระยะทาง 200 เมตร^{[ 17 ]}สถิตินั้นทำได้ในปี 1986 โดย Jim Glover บนMoulton AM7 ในการแข่งขัน Human Powered Speed ​​Championships ระหว่างงาน Expo86 World Fair ในแวนคูเวอร์ สถิติความเร็วสูงสุดของจักรยานขณะปั่นตามหลังรถคันอื่นคือ 296 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (183.9 ไมล์ต่อชั่วโมง) ซึ่งทำไว้โดยเดนิส มุลเลอร์-โคเรเน็ก ในปี 2018 ที่บอนเนวิลล์ ซอลท์ แฟลตส์ โดยเป็นการปั่นตามหลังรถแดร็กสเตอร์คันหนึ่ง

อาจเกิด อาการสั่นหรือโยกของพวงมาลัยที่เป็นอันตรายได้ที่ความเร็วสูง และที่ความเร็วต่ำด้วยเฟรมที่มีความยืดหยุ่นสูงควบคู่กับการลดแรงสั่นสะเทือนที่ไม่เพียงพอ^{[ 9 ]}

มีการแข่งขันกันอย่างมากระหว่างบริษัทต่างๆ เพื่อลดน้ำหนักของจักรยานแข่งเพื่อให้ขึ้นเนินและเร่งความเร็วได้เร็วขึ้น สหพันธ์จักรยานนานาชาติ (UCI)กำหนดน้ำหนักขั้นต่ำของจักรยานที่จะใช้ในการแข่งขันที่ได้รับการรับรองไว้ที่ 6.8 กิโลกรัม^{[ 18 ]}

สำหรับการปั่นจักรยานบนพื้นราบด้วยความเร็วคงที่ การลดน้ำหนักลงอย่างมากจะช่วยประหยัดพลังงานได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ในทางกลับกัน การเพิ่มมวลในรูปแบบของการปรับปรุงด้านอากาศพลศาสตร์กลับเป็นประโยชน์มากกว่า แต่สำหรับการปีนขึ้นทางลาดชัน การลดน้ำหนักใดๆ ก็ตามจะส่งผลโดยตรง ตัวอย่างเช่น การลดน้ำหนักของระบบทั้งหมด (จักรยาน ผู้ปั่น และสัมภาระรวมกัน) ลง 10% จะช่วยประหยัดพลังงานได้เกือบ 10%

มวลที่ลดลงส่งผลโดยตรงต่อการเร่งความเร็ว ตัวอย่างเช่นเครื่องคำนวณ Analytic Cycling ที่เก็บถาวรเมื่อวันที่ 15 มกราคม 2022 ในWayback Machineแสดงให้เห็นว่านักปั่นที่ใช้ล้อเบากว่า 500 กรัม จะได้เปรียบด้านเวลา/ระยะทาง 0.16 วินาที/188 เซนติเมตร ใน การแข่งขัน แบบคริเทเรียมหากนักปั่นต้องเบรกก่อนเข้าโค้งแต่ละครั้ง พลังงานที่เบรกนั้นจะเสียไปในรูปของความร้อน สำหรับการแข่งขันคริเทเรียมทางราบที่ความเร็ว 40 กม./ชม. เส้นทาง 1 กม . มี 4 โค้งต่อรอบ ความเร็วลดลง 10 กม./ชม. ในแต่ละโค้ง ระยะเวลาหนึ่งชั่วโมง จะมีการ "กระโดด" เข้าโค้ง 160 ครั้ง สำหรับนักปั่นและจักรยานที่มีน้ำหนัก 90 กก. การปั่นแบบนี้จะเพิ่มความพยายามประมาณหนึ่งในสามเมื่อเทียบกับการปั่นด้วยความเร็วคงที่ และการลดน้ำหนักลง 10% ของน้ำหนักรวมของระบบ (จักรยาน นักปั่น และสัมภาระรวมกัน) จึงอาจให้ประโยชน์ประมาณ 3%

มวลของยางและขอบล้อจะต้องถูกเร่งความเร็วเชิงเส้นและเชิงหมุน สามารถแสดงให้เห็นได้ว่าผลของมวลขอบล้อและยางของล้อซี่ลวดทั่วไปจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า การลดมวลจึงเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในกรณีของการวิ่งสปรินต์และการ "กระโดด" เข้าโค้งในการ^{แข่งขัน}แบบคริเทอเรียม [ ^{19 ]}

มีสมการที่เป็นที่รู้จักกันดีซึ่งให้พลังงานที่จำเป็นในการเอาชนะความต้านทานต่างๆ โดยส่วนใหญ่เป็นฟังก์ชันของความเร็วและพารามิเตอร์การทำงาน^{[ 9 ]}

พลังงานที่จำเป็นในการเอาชนะแรงต้านอากาศคือ: ${\displaystyle P_{D}}$

${\displaystyle P_{D}\,={\tfrac {1}{2}}\,\rho \,v_{r}^{3}\,C_{D}\,A}$ในอากาศนิ่ง หรือ

${\displaystyle P_{D}\,={\tfrac {1}{2}}\,\rho \,v_{a}^{2}\,v_{r}\,C_{D}\,A}$ขณะเผชิญกับลมต้าน

ที่ไหน

${\displaystyle \rho }$คือความหนาแน่นของอากาศ ซึ่งประมาณ1.225กก./ม^.3ที่ระดับน้ำทะเลและ 15 องศาเซลเซียส^{[ 20 ]}

${\displaystyle v_{r}}$คือความเร็วสัมพัทธ์กับถนน

${\displaystyle v_{a}}$เป็นแรงต้านที่เห็นได้ชัด และ

${\displaystyle C_{D}\,A}$คือพื้นที่ผิวจำเพาะคูณด้วยสัมประสิทธิ์แรงต้าน ที่เกี่ยวข้อง

แนวคิดเรื่องลมปรากฏนั้นสามารถนำมาใช้ได้โดยตรงในที่นี้ก็ต่อเมื่อเป็นลมต้านหรือลมส่งจริงเท่านั้น ลมปรากฏจึงเป็นผลรวมเชิงสเกลาร์ของลมต้านและลมส่ง หรือผลต่างระหว่างลมต้านและลมส่ง ถ้าผลต่างนี้เป็นค่าลบ ลมปรากฏนั้นจะต้องถือว่าเป็นแรงช่วยมากกว่าแรงต้าน อย่างไรก็ตาม ถ้าลมมีส่วนประกอบในแนวด้านข้าง ลมปรากฏจะต้องคำนวณด้วยผลรวมเชิงเวกเตอร์ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าจักรยานมีรูปทรงลู่ลม การคำนวณแรงด้านข้างและแรงต้านจะซับซ้อนมากขึ้น การคำนวณที่ถูกต้องจะต้องพิจารณาแรงที่กระทำต่อพื้นผิวเช่นเดียวกับแรงที่กระทำต่อใบเรือ ${\displaystyle v_{a}}$${\displaystyle v_{r}}$${\displaystyle v_{r}}$${\displaystyle P_{D}}$

สัมประสิทธิ์แรงต้านขึ้นอยู่กับรูปร่างของวัตถุและเลขเรย์โนลด์ซึ่งขึ้นอยู่กับอย่างไรก็ตาม หากคือพื้นที่หน้าตัดสามารถประมาณคร่าวๆ ได้ว่าเท่ากับ 1 สำหรับความเร็วในการปั่นจักรยานปกติของผู้ปั่นจักรยานแบบตั้งตรง ${\displaystyle v_{a}}$${\displaystyle A}$${\displaystyle C_{D}}$

แรง ที่ใช้ในการเอาชนะ แรงต้านการหมุนของล้อนั้นได้มาจาก: ${\displaystyle P_{R}}$

${\displaystyle P_{R}=v_{r}\,mg\cos(\arctan s)C_{rr}\approx v_{r}mgC_{rr}}$

โดยที่คือแรงโน้มถ่วง ซึ่งมีค่าประมาณ 9.8 m/s² คือความชัน (ระยะยกต่อระยะวิ่ง) และคือมวล (กก.) การประมาณค่านี้สามารถใช้ได้กับค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานการกลิ้งปกติทั้งหมดโดยปกติจะถือว่าค่านี้ไม่ขึ้นอยู่กับ(ความเร็วของจักรยานบนถนน) แม้ว่าจะทราบกันดีว่าค่านี้จะเพิ่มขึ้นตามความเร็ว การวัดบนกลไกลูกกลิ้งให้ค่าสัมประสิทธิ์ความเร็วต่ำที่ 0.003 ถึง 0.006 สำหรับยางหลายชนิดที่เติมลมจนถึงแรงดันสูงสุดที่แนะนำ โดยเพิ่มขึ้นประมาณ 50% ที่ 10 m/s ^{[ 21 ]}${\displaystyle g}$${\displaystyle s}$${\displaystyle m}$${\displaystyle C_{rr}}$${\displaystyle v_{r}}$

กำลังการปีนขึ้นในแนวดิ่ง บน ทาง ลาดคำนวณได้จากสูตร ${\displaystyle P_{S}}$${\displaystyle s}$

${\displaystyle P_{S}=v_{r}mg\sin(\arctan s)\approx v_{r}mgs}$[ ^{22 ]​}

การประมาณค่านี้จะเข้าใกล้คำตอบที่แท้จริงสำหรับความลาดชันน้อยๆ หรือความลาดชันปกติ สำหรับความลาดชันที่สูงมาก เช่น 0.35 การประมาณค่านี้จะให้ค่าที่สูงเกินจริงประมาณ 6%

เนื่องจากพลังงานนี้ถูกนำไปใช้เพื่อเพิ่มศักยภาพพลังงานของจักรยานและผู้ขี่ จึงถูกส่งกลับมาเป็นพลังงานขับเคลื่อนเมื่อลงเนิน และจะไม่สูญเสียไปเว้นแต่ผู้ขี่จะเบรกหรือขี่เร็วกว่าที่ต้องการ

กำลังที่ใช้ในการเร่งความเร็วของจักรยานและผู้ขี่ซึ่งมีมวลรวม m ด้วยความเร่ง a และการหมุนของล้อที่มีมวลคือ: ${\displaystyle P_{A}}$${\displaystyle m_{w}}$

${\displaystyle P_{A}\approx v_{r}(m+m_{w})a}$

การประมาณค่านี้ใช้ได้หากสมมติว่าแรงกระทำนั้นกระจุกตัวอยู่ที่ขอบล้อและยาง และล้อเหล่านั้นไม่ลื่นไถล ดังนั้นจึงสามารถนับมวลของล้อดังกล่าวได้สองครั้งสำหรับการคำนวณนี้ โดยไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของล้อ ${\displaystyle m_{w}}$

เนื่องจากพลังงานนี้ถูกใช้เพื่อเพิ่มพลังงานจลน์ของจักรยานและผู้ขี่ พลังงานนี้จึงถูกส่งกลับคืนเมื่อชะลอความเร็วและจะไม่สูญหายไปเว้นแต่ผู้ขี่จะเบรกหรือขี่เร็วกว่าที่ต้องการ

สามารถคำนวณกำลังไฟฟ้ารวมได้ดังนี้:

${\displaystyle P\,=(P_{D}\,+P_{R}\,+P_{S}\,+P_{A}\,)/\eta \,}$

ประสิทธิภาพเชิงกลของระบบส่งกำลังที่กล่าวถึงในตอนต้นของบทความนี้อยู่ ที่ใด${\displaystyle \eta \,}$

จากสมการที่ลดรูปแล้วนี้ เราสามารถคำนวณค่าที่น่าสนใจบางค่าได้ ตัวอย่างเช่น สมมติว่าไม่มีลม เราจะได้ผลลัพธ์ต่อไปนี้สำหรับกำลังที่ส่งไปยังแป้นเหยียบ (วัตต์):

• ต้องใช้กำลัง 175 วัตต์ สำหรับจักรยานหนัก 90 กิโลกรัม รวมผู้ขี่ เพื่อให้เคลื่อนที่ได้ 9 เมตร/วินาที (32 กิโลเมตร/ชั่วโมง หรือ 20 ไมล์/ชั่วโมง) บนพื้นราบ (ใช้แรง 76% เพื่อเอาชนะแรงต้านอากาศ) หรือ 2.6 เมตร/วินาที (9.4 กิโลเมตร/ชั่วโมง หรือ 5.8 ไมล์/ชั่วโมง) บนทางลาดชัน 7% (ใช้แรง 2.1% เพื่อเอาชนะแรงต้านอากาศ)
• 300 วัตต์ สำหรับจักรยานและผู้ขี่หนัก 90 กก. ที่ความเร็ว 11 เมตร/วินาที (40 กม./ชม. หรือ 25 ไมล์/ชม.) บนพื้นราบ (ใช้แรง 83% เพื่อเอาชนะแรงต้านอากาศ) หรือ 4.3 เมตร/วินาที (15 กม./ชม. หรือ 9.5 ไมล์/ชม.) บนทางลาดชัน 7% (ใช้แรง 4.2% เพื่อเอาชนะแรงต้านอากาศ)
• ต้องใช้กำลัง 165 วัตต์ สำหรับจักรยานที่มีน้ำหนัก 65 กิโลกรัม รวมทั้งผู้ขี่ เพื่อให้เคลื่อนที่ได้ 9 เมตร/วินาที (32 กิโลเมตร/ชั่วโมง หรือ 20 ไมล์/ชั่วโมง) บนพื้นราบ (ใช้แรง 82% เพื่อเอาชนะแรงต้านอากาศ) หรือ 3.3 เมตร/วินาที (12 กิโลเมตร/ชั่วโมง หรือ 7.4 ไมล์/ชั่วโมง) บนทางลาดชัน 7% (ใช้แรง 3.7% เพื่อเอาชนะแรงต้านอากาศ)
• กำลัง 285 วัตต์ สำหรับจักรยานและผู้ขี่หนัก 65 กิโลกรัม ที่ความเร็ว 11 เมตร/วินาที (40 กิโลเมตร/ชั่วโมง หรือ 25 ไมล์/ชั่วโมง) บนพื้นราบ (ใช้แรง 87% เพื่อเอาชนะแรงต้านอากาศ) หรือ 5.3 เมตร/วินาที (19 กิโลเมตร/ชั่วโมง หรือ 12 ไมล์/ชั่วโมง) บนทางลาดชัน 7% (ใช้แรง 6.1% เพื่อเอาชนะแรงต้านอากาศ)

การลดน้ำหนักของจักรยานและคนขี่ลง 1 กิโลกรัม จะทำให้ความเร็วเพิ่มขึ้น 0.01 เมตร/วินาที ที่ 9 เมตร/วินาที บนพื้นราบ (5 วินาที ใน การแข่งขันไทม์ไทรอัล ที่ความเร็ว 32 กิโลเมตร/ชั่วโมง (20 ไมล์/ชั่วโมง) ระยะทาง 40 กิโลเมตร (25 ไมล์) ) การลดน้ำหนักในจำนวนเดียวกันบนทางลาดชัน 7% จะทำให้ความเร็วเพิ่มขึ้น 0.04 เมตร/วินาที (จักรยานและคนขี่หนัก 90 กิโลกรัม) ถึง 0.07 เมตร/วินาที (จักรยานและคนขี่หนัก 65 กิโลกรัม) หากปั่นขึ้นเขาเป็นเวลา 1 ชั่วโมง การลดน้ำหนัก 453 กรัม (1 ปอนด์) จะทำให้ได้ความสูงเพิ่มขึ้นระหว่าง 69 ถึง 107 เมตร (225 ถึง 350 ฟุต) – ซึ่งจะมีผลน้อยลงสำหรับจักรยานและคนขี่ที่หนักกว่า (เช่น0.06 กิโลเมตร/ชั่วโมง (0.04 ไมล์/ชั่วโมง) ⋅ 1 ชั่วโมง ⋅ 1,600 เมตร (5,200 ฟุต) /ไมล์ = 69 เมตร (226 ฟุต)) เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง เส้นทางขึ้นเขาที่สำคัญในรายการตูร์ เดอ ฟรองซ์และจิโร่ ดิตาเลียมีความชันเฉลี่ยดังนี้:

ความชันของ Giro d'Italia ^{[ 23 ]}

• เส้นทางผ่านสเตลวิโอ : ความชัน 7.45% ระยะทาง 24.3 กิโลเมตร
• กอลเล เดลเล ฟิเนสเตร : 9.1% มากกว่า 18.6 กม
• Colle dell'Agnello : 6.5% ในระยะทาง 22 กม
• Passolanciano-Maiellettaหรือที่รู้จักในชื่อ Blockhaus: 9.4% ในระยะทาง 22 กม
• Plan de Corones : 10% ในระยะทาง 5.2 กม
• มอร์ติโรโล : 10.4% มากกว่า 12.5 กม
• มอนเตซงโกลัน : 12% มากกว่า 10.1 กม

ความลาดชันของการแข่งขันตูร์ เดอ ฟรองซ์

• ทัวร์มาเลต์ : 7%
• กาลิเบียร์ : 7.5%
• Alpe d'Huez : 8.6% ^{[ 24 ]}
• มงต์เวนตูซ์ : 7.1%

• จักรยาน
• พลศาสตร์ของจักรยานและรถจักรยานยนต์ฟิสิกส์ที่มีผลต่อการควบคุมและการขับขี่ของจักรยาน
  • เรขาคณิตของจักรยานและรถจักรยานยนต์
• เครื่องวัดกำลังสำหรับจักรยานการวัดกำลังที่ผลิตได้ขณะปั่นจักรยาน
• ไซโคลคอมพิวเตอร์อุปกรณ์วัดค่าต่างๆ บนจักรยาน
• หน่วยเกียร์นิ้วคือระยะทางที่จักรยานวิ่งได้ต่อการเหยียบแป้นเหยียบหนึ่งรอบ
• ภาพรวมของการปั่นจักรยาน

• การจำลองการแข่งขันจักรยานโดยใช้หลักฟิสิกส์เก็บถาวรเมื่อ 15 ธันวาคม 2018 ที่Wayback Machine
• คำนวณความเร็วและกำลังที่ต้องการสำหรับขนาดเฟืองต่างๆ ของดุมล้อและเกียร์ตีนผีแบบต่างๆ