[Aku akan memperlakukan ini dari sudut pandang mekanis murni, karena ini adalah bidang keahlianku - mekanika tubuh yang sebenarnya jauh lebih kompleks, tetapi efeknya mirip.]
Dari sudut pandang mekanis, cara paling efisien untuk mendorong diri sendiri pada sepeda adalah dengan menginjak pedal sehingga jarak antara tumit dan pedal dimaksimalkan. Idealnya tempat ini akan menjadi jari kaki Anda; Namun, karena sambungan jari kaki, kemampuan Anda untuk melakukannya agak terbatas, karena sambungan fleksibel akan mengubah cara daya ditransmisikan melalui kaki Anda.
Jadi, tempat optimal untuk melangkah adalah bola kaki - ia memiliki area permukaan yang baik untuk kontak yang baik, dan massa otot yang mengurangi reaksi dari pedal dan agak mengurangi getaran dari jalan bergelombang.
Mengapa tempat paling efisien adalah sejauh mungkin dari tumit Anda:
Lihat diagram gaya yang berguna di bawah ini yang saya temukan ketika menulis jawaban saya (lisensi gambar tidak diketahui). Meskipun tidak persis apa yang kita butuhkan di sini, itu akan berguna dalam penjelasannya.
Cara kerja kesepakatan bersepeda ini:
Anda menginjak pedal dengan kekuatan PF
, yang menciptakan torsi Tc
dengan lengan `CL ', dan yang ditransmisikan melalui sistem drive train ke roda asli, yang karena traksinya dengan tanah mendorong Anda maju.
Secara mekanis, semakin besar lengan CL
, semakin besar torsi yang Anda dapatkan untuk gaya yang diberikan PF
. Mereka terkait secara linear sebagai berikut:
Tc=PF.CL
Cukup sederhana?
Anda mungkin tergoda untuk berpikir bahwa jika Anda membuat pedal cukup lama, Anda dapat mengerahkan tenaga yang sangat besar, dan memang demikianlah adanya. Archimedes terkenal berkata, "Beri aku tempat untuk berdiri, dan aku akan menggerakkan bumi dengan tuas". Masalahnya, kaki Anda harus berjalan jauh lebih jauh untuk menempuh jarak yang sama dengan pedal yang lebih pendek - tetapi membutuhkan gaya yang dapat diabaikan. Tidak ada yang namanya makan siang gratis di mekanik juga.
Tapi tunggu, ini hanya memperhitungkan panjang pedal, bukan kaki!
Memang. Kaki Anda hanya berfungsi sebagai perpanjangan dari pedal, secara efektif meningkatkan torsi yang Anda hasilkan dengan meningkatkan panjang tuas. Jika panjang kaki Anda Lf
, maka torsi akan menjadi:
Tc=PF(CL + Lf)
secara efektif meningkatkan torsi yang Anda hasilkan.