[Tratterò questo da un punto di vista puramente meccanico, poiché questa è la mia area di competenza: la meccanica del corpo reale è molto più complessa, ma l'effetto è simile.]
Da un punto di vista meccanico, il modo più efficace per spingere te stesso sulla bici è quello di salire sul pedale in modo da massimizzare la distanza tra il tallone e il pedale. Idealmente questo posto sarebbe la punta dei piedi; tuttavia, a causa delle articolazioni delle dita dei piedi, la tua capacità di farlo è piuttosto limitata, poiché l'articolazione flessibile cambierà il modo in cui la potenza viene trasmessa attraverso il piede.
Pertanto, il punto ottimale per fare un passo è la palla del piede - ha una buona superficie per un buon contatto e la massa muscolare che riduce la reazione dal pedale e smorza un po 'le vibrazioni dalla strada accidentata.
Perché il luogo più efficiente è il più lontano possibile dal tuo tallone:
Vedi questo diagramma di forza a portata di mano che ho trovato quando ho scritto la mia risposta (licenza immagine sconosciuta). Sebbene non sia esattamente ciò di cui abbiamo bisogno qui, tornerà utile nella spiegazione.
Come funziona l'intero affare in bicicletta:
Si preme il pedale con forza PF
, che crea una coppia Tc
con il braccio `CL ', e che viene trasmesso attraverso il sistema di trasmissione alla ruota reale, che grazie alla sua trazione con il terreno ti spinge in avanti.
Meccanicamente, maggiore è il braccio CL
, maggiore è la coppia ottenuta per una determinata forza PF
. Sono correlati linearmente come segue:
Tc=PF.CL
Abbastanza semplice?
Potresti essere tentato di pensare che se fai i pedali abbastanza a lungo, puoi esercitare un'enorme quantità di forza, e in effetti è così. Archimede disse in modo famoso "Dammi un posto dove stare e muoverò la terra con una leva". Il fatto è che i tuoi piedi dovranno viaggiare molto più lontano per coprire la stessa distanza dei pedali più corti, ma richiedono una forza trascurabile. Non esiste un pranzo libero in meccanica.
Ma aspetta, questo tiene conto solo della lunghezza del pedale, non del piede!
Infatti. Il piede serve solo come estensione del pedale, aumentando efficacemente la coppia prodotta aumentando la lunghezza della leva. Se la lunghezza del piede è Lf
, la coppia diventerà:
Tc=PF(CL + Lf)
aumentando efficacemente la coppia prodotta.