[Tratarei isso de um ponto de vista puramente mecânico, pois esta é minha área de especialização - a mecânica corporal real é muito mais complexa, mas o efeito é semelhante.]
Do ponto de vista mecânico, a maneira mais eficiente de se impulsionar na bicicleta é pisar no pedal para maximizar a distância entre o calcanhar e o pedal. Idealmente, este lugar seria o seu pé; no entanto, devido às articulações dos dedos, sua capacidade de fazê-lo é bastante limitada, pois a articulação flexível mudará a maneira como a energia é transmitida através do pé.
Assim, o local ideal para pisar é a bola do pé - possui uma boa área de superfície para um bom contato e a massa muscular que reduz a reação do pedal e amortece as vibrações da estrada esburacada.
Por que o local mais eficiente está o mais longe possível do seu calcanhar:
Veja este prático diagrama de força abaixo que encontrei ao escrever minha resposta (licença de imagem desconhecida). Embora não seja exatamente o que precisamos aqui, será útil na explicação.
Como todo esse negócio de ciclismo funciona:
Você pisa no pedal com força PF
, o que cria um torque Tc
com o braço `CL 'e é transmitido através do sistema de transmissão para a roda real, que devido à sua tração com o solo o empurra para frente.
Mecanicamente, quanto maior o braço CL
, maior o torque que você recebe para uma determinada força PF
. Eles estão relacionados linearmente da seguinte maneira:
Tc=PF.CL
Simples o suficiente?
Você pode ficar tentado a pensar que, se aumentar os pedais por tempo suficiente, poderá exercer uma quantidade enorme de força, e é isso mesmo. Arquimedes disse: "Dê-me um lugar para ficar, e moverei a terra com uma alavanca". O problema é que seus pés precisarão percorrer muito mais longe para cobrir a mesma distância dos pedais mais curtos - mas exigindo uma força desprezível. Não existe almoço grátis em mecânica também.
Mas espere, isso leva em consideração apenas o comprimento do pedal, não o pé!
De fato. Seu pé serve apenas como uma extensão do pedal, aumentando efetivamente o torque produzido, aumentando o comprimento da alavanca. Se o comprimento do seu pé for Lf
, então o torque se tornará:
Tc=PF(CL + Lf)
aumentando efetivamente o torque que você produz.