[Я буду относиться к этому с чисто механической точки зрения, так как это моя область знаний - фактическая механика тела намного сложнее, но эффект аналогичен.]
С механической точки зрения, самый эффективный способ продвинуться на велосипеде - это нажать на педаль так, чтобы расстояние между пяткой и педалью было максимальным. В идеале это место должно быть вашими пальцами ног; однако, из-за суставов пальцев ноги, ваша способность сделать это довольно ограничена, так как гибкий сустав изменит способ передачи энергии через вашу ногу.
Таким образом, оптимальным местом для шага является подушечка стопы - она имеет хорошую площадь поверхности для хорошего контакта, а мышечная масса, которая уменьшает реакцию педали и несколько ослабляет вибрации от неровной дороги.
Что касается того, почему самое эффективное место находится как можно дальше от вашей пятки:
Смотрите ниже эту удобную диаграмму сил, которую я нашел, когда писал свой ответ (лицензия на изображение неизвестна). Хотя это не совсем то, что нам нужно, это пригодится в объяснении.
Как работает вся эта велосипедная сделка:
Вы нажимаете на педаль с силой PF
, которая создает крутящий момент Tc
с помощью рычага `CL 'и которая передается через систему трансмиссии на реальное колесо, которое благодаря сцеплению с землей толкает вас вперед.
Механически, чем больше рычаг CL
, тем больший крутящий момент вы получаете для данной силы PF
. Они связаны линейно следующим образом:
Tc=PF.CL
Достаточно просто?
У вас может возникнуть соблазн думать, что если вы сделаете педали достаточно длинными, вы сможете приложить огромное количество силы, и это действительно так. Архимед лихо сказал: «Дайте мне место, чтобы я встал, и я переверну землю рычагом». Дело в том, что ваши ноги должны будут продвигаться намного дальше, чтобы покрыть то же расстояние, что и с более короткими педалями, но для этого требуется незначительное усилие. Там нет такой вещи, как бесплатный обед в механике, а также.
Но подождите, это учитывает только длину педали, а не ноги!
В самом деле. Ваша нога служит только продолжением педали, эффективно увеличивая крутящий момент, который вы производите, увеличивая длину рычага. Если длина вашей стопы равна Lf
, то крутящий момент станет:
Tc=PF(CL + Lf)
эффективно увеличивая крутящий момент, который вы производите.