[Tôi sẽ đối xử với điều này từ quan điểm cơ học thuần túy, vì đây là lĩnh vực chuyên môn của tôi - cơ học thực tế phức tạp hơn nhiều, nhưng hiệu quả thì tương tự.]
Từ quan điểm cơ học, cách hiệu quả nhất để tự đẩy mình trên xe đạp là đạp bàn đạp sao cho khoảng cách giữa gót chân và bàn đạp của bạn được tối đa hóa. Lý tưởng nhất là nơi này sẽ là ngón chân của bạn; tuy nhiên, do các khớp ngón chân, khả năng của bạn khá hạn chế, vì khớp linh hoạt sẽ thay đổi cách truyền năng lượng qua bàn chân của bạn.
Do đó, vị trí tối ưu để bước là bóng của bàn chân - nó có diện tích bề mặt tốt để tiếp xúc tốt, và khối cơ bắp làm giảm phản ứng từ bàn đạp và làm giảm bớt phần nào rung động từ con đường gập ghềnh.
Về lý do tại sao nơi hiệu quả nhất là càng xa gót chân của bạn càng tốt:
Xem sơ đồ lực hữu ích này dưới đây mà tôi tìm thấy khi viết câu trả lời của mình (không rõ giấy phép hình ảnh). Mặc dù không chính xác những gì chúng ta cần ở đây, nó sẽ có ích trong phần giải thích.
Làm thế nào toàn bộ thỏa thuận đi xe đạp này hoạt động:
Bạn đạp lên bàn đạp bằng lực PF
, tạo ra một mô-men xoắn Tc
với cánh tay `CL ', và được truyền qua hệ thống đào tạo lái xe đến bánh xe thật, do lực kéo của nó với mặt đất đẩy bạn về phía trước.
Về mặt cơ học, cánh tay CL
càng lớn, mô-men xoắn càng lớn cho một lực nhất định PF
. Chúng có liên quan tuyến tính như sau:
Tc=PF.CL
Đủ đơn giản?
Bạn có thể bị cám dỗ để nghĩ rằng nếu bạn thực hiện bàn đạp của mình đủ lâu, bạn có thể sử dụng lực rất lớn, và thực sự điều này là như vậy. Archimedes đã nói một cách nổi tiếng "Hãy cho tôi một chỗ đứng và tôi sẽ di chuyển trái đất bằng một đòn bẩy". Vấn đề là, đôi chân của bạn sẽ cần phải đi xa hơn nhiều để có cùng khoảng cách với bàn đạp ngắn hơn - nhưng đòi hỏi một lực không đáng kể. Không có gì gọi là bữa trưa miễn phí trong cơ học cả.
Nhưng chờ đã, điều này chỉ tính đến chiều dài của bàn đạp chứ không phải bàn chân!
Thật. Bàn chân của bạn chỉ đóng vai trò là một phần mở rộng của bàn đạp, tăng hiệu quả mô-men xoắn bạn tạo ra bằng cách tăng chiều dài đòn bẩy. Nếu chiều dài bàn chân của bạn là Lf
, thì mô-men xoắn sẽ trở thành:
Tc=PF(CL + Lf)
tăng hiệu quả mô-men xoắn bạn sản xuất.