Удивительно простая машина
Велосипед, как устройство, обладает удивительной простотой: два колеса, педали и передачи, позволяющие настраивать усилие. Однако эта простота скрывает инженерное чудо, которое эффективно взаимодействует с физиологией человека.
При ходьбе или беге человек управляет своим движением, опираясь на каждую ногу. Это движение подразумевает подъем тяжестей против силы тяжести, что потребляет много энергии. Рассмотрим, насколько утомительно постоянно махать руками в течение часа.
На велосипеде ноги движутся в круговом движении, что значительно снижает затраты энергии. Вместо того чтобы поднимать вес ноги, происходит вращение бедер и икр в компактном цикле педалирования.
Преимущества велосипедного движения заключаются в том, как велосипед передает силу в движение вперёд. При ходьбе или беге каждый шаг сопоставим с мини-столкновением с землёй, что создает вибрации и рассеивание энергии в виде тепла и звука.
Кроме того, при каждом шаге человек немного тормозит себя, что требует дополнительных усилий для последующего ускорения. Это приводит к дополнительным затратам энергии.
Легкое скольжение по дороге
Велосипеды решают эти проблемы благодаря использованию колес.
Вместо столкновений происходит качение, при котором шины мягко контактируют с дорогой, минимизируя потери энергии. Колесо вращается плавно, и сила действия педалирования преобразуется в движение без дополнительных тормозящих эффектов.
Велосипеды также помогают мышцам работать более эффективно. Мышцы человека имеют ограничение: чем выше скорость сокращения, тем меньше сила, и тем больше энергии они требуют.
Это известно как зависимость силы от скорости мышц. Поэтому спринт воспринимается как более тяжёлый, чем ходьба, поскольку мышцы работают на пределе своей способности.
Изменение передач на велосипеде помогает избежать этой проблемы. Уменьшая скорость вращения педалей, мышцы остаются в оптимальном состоянии для производства силы и экономии энергии, что позволяет достичь пиковой производительности.
Когда ходьба все же побеждает
Однако велосипеды не всегда являются лучшим выбором.
На очень крутых склонах с уклоном более 15% ноги могут не генерировать достаточной силы для подъёма, что делает ходьбу (или подъем) более эффективной.
Этот материал предназначен для общеобразовательных целей и его не следует использовать для постановки медицинских диагнозов или самолечения. Наша цель – предоставить читателям точную информацию о симптомах, причинах и методах выявления заболеваний. РБК-Украина не несет ответственности за какие-либо диагнозы, которые могут быть поставлены читателями на основе материалов из этого ресурса. Мы рекомендуем не заниматься самолечением, и в случае каких-либо беспокойств относительно здоровья обратиться к врачу.
