[Я буду ставитися до цього з чисто механічної точки зору, оскільки це моя область знань - фактична механіка кузова набагато складніша, але ефект схожий.]
З механічної точки зору, найефективніший спосіб привести себе в рух на велосипеді - це наступити на педаль, щоб відстань між вашою п’ятою та педаллю було максимальним. В ідеалі це місце було б вашими пальцями; однак, через суглоби пальців ніг, ваша здатність робити це досить обмежена, оскільки гнучкий суглоб змінить спосіб передачі сили через вашу стопу.
Таким чином, оптимальним місцем для кроку є м'яч стопи - він має хорошу площу поверхні для хорошого контакту, а м’язова маса, яка зменшує реакцію від педалі і дещо пригнічує вібрації від кулястої дороги.
Щодо того, чому найефективніше місце знаходиться якнайдалі від вашого каблука:
Дивіться цю зручну схему сили нижче, яку я знайшов, коли писав свою відповідь (ліцензія на зображення невідома). Хоча не саме те, що нам тут потрібно, це стане в нагоді в поясненні.

Як працює вся ця угода на велосипеді:
Ви наступаєте на педаль із силою PF, яка створює крутний момент за Tcдопомогою кронштейна `CL ', який передається через систему приводних поїздів на справжнє колесо, яке завдяки своєму зчепленню із землею штовхає вас вперед.
Механічно, чим більша рука CL, тим більший крутний момент ви отримуєте за задану силу PF. Вони пов'язані лінійно так:
Tc=PF.CL
Досить просто?
Можливо, вам сподобається думати, що якщо зробити педалі досить довгими, ви можете докласти величезну силу, і це дійсно так. Архімед чудово сказав: "Дайте мені місце стояти, і я переміщу землю важелем". Справа в тому, що ваші ноги повинні будуть подорожувати набагато далі, щоб пройти ту саму відстань, як і при коротших педалях - але це вимагає незначної сили. Такого поняття, як безкоштовний обід у механіці, також немає.
Але зачекайте, це враховує лише довжину педалі, а не стопу!
Справді. Ваша нога служить лише продовженням педалі, ефективно збільшуючи крутний момент, який ви створюєте, збільшуючи довжину важеля. Якщо довжина вашої стопи Lf, то крутний момент стане:
Tc=PF(CL + Lf)
ефективно збільшуючи крутний момент, який ви створюєте.