[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 Tc
допомогою 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.