[Trataré esto desde un punto de vista puramente mecánico, ya que esta es mi área de especialización: la mecánica corporal real es mucho más compleja, pero el efecto es similar.]
Desde un punto de vista mecánico, la forma más eficiente de impulsarse en la bicicleta es pisar el pedal para maximizar la distancia entre el talón y el pedal. Idealmente, este lugar sería tus pies; sin embargo, debido a las articulaciones de los dedos, su capacidad para hacerlo es bastante limitada, ya que la articulación flexible cambiará la forma en que se transmite la potencia a través del pie.
Por lo tanto, el lugar óptimo para pisar es la bola del pie: tiene una buena superficie para un buen contacto y la masa muscular que reduce la reacción del pedal y amortigua las vibraciones del camino lleno de baches.
En cuanto a por qué el lugar más eficiente está lo más lejos posible del talón:
Vea este útil diagrama de fuerza a continuación que encontré al escribir mi respuesta (licencia de imagen desconocida). Aunque no es exactamente lo que necesitamos aquí, será útil en la explicación.
Cómo funciona todo este negocio de ciclismo:
Pisas el pedal con fuerza PF
, lo que crea un par Tc
con el brazo 'CL', y que se transmite a través del sistema del tren de transmisión a la rueda real, lo que debido a su tracción con el suelo te empuja hacia adelante.
Mecánicamente, cuanto mayor es el brazo CL
, mayor par se obtiene para una fuerza determinada PF
. Se relacionan linealmente de la siguiente manera:
Tc=PF.CL
¿Suficientemente simple?
Puede sentirse tentado a pensar que si hace que sus pedales sean lo suficientemente largos, puede ejercer una enorme cantidad de fuerza, y de hecho esto es así. Arquímedes dijo: "Dame un lugar donde pararme, y moveré la tierra con una palanca". La cuestión es que sus pies deberán viajar mucho más lejos para cubrir la misma distancia que con pedales más cortos, pero que requieren una fuerza insignificante. No hay tal cosa como un almuerzo gratis en mecánica también.
Pero espera, ¡esto solo tiene en cuenta la longitud del pedal, no el pie!
En efecto. Su pie solo sirve como una extensión del pedal, aumentando efectivamente el torque que produce al aumentar la longitud de la palanca. Si la longitud de su pie es Lf
, entonces el par se convertirá en:
Tc=PF(CL + Lf)
aumentando efectivamente el torque que produce.