Pazartesi, Mart 4, 2024
Ana Sayfa Bilim Yürümekten 4 Kat Daha Verimli Hareket Şekli: Bisiklet Sürmek

Yürümekten 4 Kat Daha Verimli Hareket Şekli: Bisiklet Sürmek

 

Bisiklet son aşama yüksek verimli bir ulaşım aracı. Aslına bakarsak bisiklet, öteki tüm seyahat şekillerinden daha verimli; yürümekten bile! Dünyada kullanılan bir milyardan fazla bisiklet, bu aletin ne kadar verimli bulunduğunun bir göstergesi. Bu verimli taşıma yönteminin motoru ise insan vücududur.

Ne kadar uzağa gitmek istiyorsunuz?

Bir kilometre bisiklet sürmek için bir kilometre yürümekten daha düşük enerji harcarsınız. Aslına bakarsak bisiklet, yürümekten dört kata kadar daha verimli olabilir. Bisiklette harcanan enerji miktarını bir arabanın harcamış olduğu enerji miktarıyla karşılaştırdığınızda, aradaki farklılık hayrete düşürüyor. Bir bisikletçi 100 kalori enerjiyle 5 km gidebilirken, bir otomobil yalnız 85 metre gidebiliyor! Enerjinin bir çok, hareketli parçaların sürtünmesi ve yüksek ağırlığın taşınmasında kayboluyor.

Bisiklet sürmek niçin yürümekten daha verimli bir hareket yöntemi?

Bisiklet sürmek, insan gücüyle meydana gelen en verimli itme faaliyetini sağlar bundan dolayı bisikletçinin pedal kuvvetinin %98,6’sı, tekerlekleri çevirmek için kullanılır. Yürümek ise yalnız %65 verimlidir ve enerjinin 1/3’ü, hareket dışı fonksiyonlara harcanır.

Koşmak ise yürümekten oldukca daha verimsiz bir faaliyettir. Harcanan enerji (yakılan kalori) miktarı aynı olduğunda bisiklet sürmek, durağan(durgun) rüzgarlı düz yüzeylerde koşmaktan 5 kat ve yürümekten ise ortalama 4 kat daha verimlidir. Bisiklet en verimli ulaşım şekli olmasının yanısıra, çevreye en zararsız ulaşım şeklidir de.

Yürümenin verimsizlikleri

Yürüyen bir insanoğlunun averaj hızı saatte 5 km’dir. İnsanlar bu tempoyu saatlerce sürdürebilse de, adım atma hareketi oldukca müsrif ve verimsiz bir faaliyettir bundan dolayı enerjimizin üçte biri, ileri itiş dışındaki etkilerle ziyan olur.

  • Her adımda yere basan ayağın dizi bükülür ve esner
  • Omurga bükülür
  • Adım atarken vücut devamlı alçalır ve yükselir
  • kalçalar bükülür
  • Kollar ileri geri hareket eder
  • Ayak yere vurduğunda, yere basmayan bacağın sallanma hareketi enerjiyi emer

Bisiklet sürmek ve onu verimli icra eden şey

Bisiklet, ayaklarımızın orta göbek mili çevresinde seyahat etmiş olduğu mesafeyi katlayarak artıran ve her bir pedal hareketini oldukca daha yüksek bir mesafeye dönüştüren bir kaldıraç görevi görür.

Bisikletler, düz bir yüzeyde görece düşük bir hareket direnciyle süzülebilir. Zeminle devamlı enerjik bir etkileşimin olduğu adım atma ve koşma faaliyetinde ise bu direnç oldukca büyüktür.

Süzülme, tekerlerin ve rulmanların dönüş hareketindeki düşük direnç yardımıyla mümkün olur. Teker ve rulmanların hareketine karşı oluşan direnç, bisiklet ve bisikletçinin eylemsizliğiyle karşılaştırıldığında oldukca küçüktür. Bu yüzden bisikletin hızlanması, bilhassa düz yüzeyde yada yokuş aşağı yerlerde oldukca uzun mesafeler süresince süzülmeye devam etmesini sağlayabilir. Bu süzülme kabiliyeti, bir bisikletçiye kuşların ve balıkların doğada yapmış olduğu şeyi yapma kabiliyeti sağlar. – International Journal of Design & Nature and Ecodynamics (Burgess vd.)

Yokuş yukarı sürüş ve verimsizlikler

Yokuş yukarı sürüşte, hızlar genel anlamda düşüktür. Hatta o denli ki, aerodinamik direnç artık bu mevzuda bir etmen olmaktan çıkar. En mühim kuvvetler yerçekimi ve bisikletçi ile bisikletin hacmi haline gelir.

Meydana getirilen emek harcamalar, %2-3’lük bir eğim seviyesine ulaşıldığında yürümenin bisiklet sürmekten daha verimli hale geldiğini gösteriyor.

%10 eğimli bir yokuşta yukarı doğru bisiklet sürmek, düz ve pürüzsüz bir yüzeyde bisiklet sürmekten %800 daha çok enerji harcanmasıyla sonuçlanır.

Bisitlet ile bisikletçinin hacmi, yer çekimi ve yükseklik, belli bir yokuşu çıkmak için ne kadar enerji icap ettiğini belirler. %2’lik bir eğime ulaşıldığında, en düşük viteste pedallansa dahi yürümek daha verimli olur.

Yürümeye karşılık bisiklet ve karşıdan esen rüzgar

Karşıdan esen rüzgarlar hem bisikletçilere hem de yürüyenlere engel oluyor sadece değişik derecelerde. Bisikletçiler, karşıdan esen rüzgarları yürüyenlerden daha çok hissediyor.

Mesela bir bisikletçi ve yayanın her ikisi de saatte 16 km hızla karşıdan esen bir rüzgara karşı gider ve aynı oranda çaba gösterirse, bisikletçi hızının ortalama %75’ini kaybederken yaya yalnız %35 kadarını kaybeder.

Fakat rüzgar arkadan estiğinde ve yokuş aşağı giderken, bisikletçinin işi yayaya gore katbekat daha kolaydır.

Bisikletler oldukca daha verimli olabilir mi?

Evet. Bisikletçinin pedal kuvvetinin %98,6’sı tekerleri döndürmekte kullanılsa bile, aerodinamik büyük oranda iyileştirilebilir.

Bunun gerçek yaşamdaki bir örneği de yatık bisiklettir.

Yatık bisiklet.Rekabetçi bisiklet etkinliklerinin yönetimsel organı Internasyonal Bisiklet Birliği, 1938 senesinde yatık bisikletlerin bir çok yarışmada kullanılmasını yasakladı bundan dolayı adil olmayan bir avantajları vardı: Oldukça fazla verimliydiler.

Bugün bile bisiklette kaydedilen en büyük hız bisikleti bir yatık bisikletçiye ilişkin.

Yatık bisiklet yol bisikletine gore ne kadar daha verimli?

Bu soruya cevap vermek zor bundan dolayı oldukca değişik tip ve stilde yatık bisiklet var. Sadece günümüzde bulunabilen bir çok yatık bisiklette, hava direncinin yüzde 15 ila 30 oranında düşük olması düzgüsel kabul ediliyor.

Fizyoloji

Fosil yakıta gereksinim duyan arabaların aksine, bisikletçiler güçlerini yenilenebilir enerji deposu olan gıdalardan kazanıyor. İnsanlar gıdalardan güç aldığından, beslenme de vücudun performansında mühim bir rol oynuyor. Gücü ise değişik kas grup ve tipleri sağlıyor. Genetik miras, yoğun idman ve rekabet dürtüsü, en iyi sporcuların bisiklette dayanıklılık ve hızın sınırlarını zorlamasına destek oluyor. Bir bisikletçinin tükettiği gıda tipi, performansını etkileyebiliyor. Sıhhatli kalmak için çoğumuz su, protein, karbonhidrat, yağ, vitamin ve minerallere gereksinim duyuyoruz. En üst düzey sporcular için ise bu besinlerde doğru dengeyi korumak son aşama mühim. ABD Hanımefendiler kros şampiyonu Ruthie Matthes şu şekilde açıklıyor: “Bisiklet sürmediğim zamanlarda bol miktarda meyve sebze ve yüksek karbonhidrat tüketiyorum; fakat yalnız pirinç ve patates benzer biçimde uç noktada tüketim yapmıyorum. Protein de ekliyorum.” Yarışlar esnasında pek oldukca bisikletçi, süratli enerji için yüksek karbonhidratlı içecekler, yiyecek barları ve hatta jel kullanıyor.

Sıvılar

İnsan vücudu çoğunlukla sudan oluşur. Bu yüzden ter kanalıyla vücuttaki suyun yüzde 2’si kadar minik bir kısmını yitirmek bile sürüş performansını negatif etkileyebilir. Sıcak koşullarda uzun süre bisiklet devam eden atletlerin dikkatli olması gerekir. Ciddi su kaybı, ısı kaynaklı tükenmeye yada sıcak çarpmasına ve hatta bazı uç durumlarda ölüme sebep olabilir. Bisikletçilere, sürüşten ilkin birkaç bardak ve sonrasında egzersiz esnasında sıkça su içmeleri söylenir.

Kaslarınız iyi mi çalışır?

Sürüş enerjisini bisikletçinin bacakları sağlar. İşin büyük kısmını uyluk kemiği (femur) ve kavalkemiği (tibia) yapar. Uyluk kemiğiniz bir kaldıraç benzer biçimde çalışır ve eğer kavalkemiğinizden daha uzunsa, her pedal çevirişinizde fazladan kaldırma gücü sağlar. Uyluk kemiğinizin uzunluğuna genetik karar verir. Bu yüzden uyluk kemikleriniz kısaysa ebeveynlerinizi suçlayabilirsiniz. Fakat iş yalnız uyluk kemiğinin uzunluğunda bitmez. Bu kemikleri hareket ettirmek için kas gerekir.

Kas dokusu, ince çubuk makarna benzeri binlerce liften meydana gelir. Bu lifler beyinden ileti alıp liflerin kasılmasına sebep olur. Bisiklet sürerken iş başlangıcında olan temel kaslar, üst bacaktaki kuadrisepsler ve dizardı kirişleriyken, baldırda ise gastroknemius ve soleus kaslarıdır. Bu kaslar, pedallama faaliyetini oluşturan bir sırayla kasılır.

Oksijenli ve oksijensiz

Beyin kaslara ileti gönderiyor, peki uzun süre bisiklet sürerken gerçekleşen binlerce kasılma esnasında kaslara ne güç sağlıyor? Muhtemelen aerobik ve anaerobik terimlerini duymuşsunuzdur. Bu terimler, kaslarınızın enerji elde etmesini elde eden iki yöntemi gösterir.

Aerobik kısaca oksijenli egzersizde, kaslar oksijenin yanısıra kan ile taşınan glukoz ve yağ asitlerini kullanarak adenozin trifosfat yada ATP üretir. ATP, kasların kasılmasını elde eden enerji deposudur. Aerobik egzersiz halletmeye devam edebilmek, kaslarınıza oksijen ve yakıt moleküllerinin (glukoz ve yağ asitleri) iletilmesine bağlıdır. Bu da kalbiniz ve akciğerlerinizin sağlamış olduğu dolaşım ve solunum ile mümkün olur.

Anaerobik kısaca oksijensiz egzersiz yaparken, kaslar (glukozdan oluşturulan) glikojen depolarını kullanır ve bu tarz şeyleri ATP’ye dönüştürür. Bu tip yüksek yoğunluklu egzersiz esnasında, kaslar oksijen olmadan enerji üretir; kalp- damar sistemi öğrenci yetişemez. Anaerobik egzersiz yapmanın bir bedeli vardır ve laktik asit denen bir atık ürün birikir. Kaslardaki yanma hissine sebep olan ve daha acele yorulmalarına neden olan şey de budur.

Bir yarışta, bisikletçiler fizyolojik sınırlarının oldukça farkındadır ve daha sınırı olan olan anaerobik kapasitelerini stratejik şekilde kullanmaya çalışırlar. Ruthie Matthes şu şekilde açıklıyor: “Dağ bisikleti yarışındaki en zor şeylerden biri de, başlama atışından itibaren depara kalkmamız. Tek hatta ulaşan yada bu alanda sıçrama icra eden ilk şahıs avantajlıdır. Dolayısıyla başlangıçtan itibaren anaerobik alana gireriz ve bu da oldukca sıkıntılı olabilir. Vücutlarımızı buna alışması için eğitmemiz gerekir.”

Yavaş & süratli kasılan lifler

Her kas, iki tip liften oluşur. Süratli kasılan lifler, yavaş kasılan liflerden 2 ila 3 kat daha süratli hareket eder fakat daha acele yorulurlar. Süratli kasılan lifler, mantıken depara kalkmada ve süratli tırmanmalarda kullanılır. Bunun aksine yavaş kasılan lifler, orta yoğunluktaki uzun sürüşlerde kullanılır.

Bir çok insanoğlunun kaslarının bir yarısı süratli kasılan, öteki yarısı da yavaş kasılan liflerden oluşur. Fakat genetik bu mevzuda da rol oynar. Bazı uzun mesafe koşucularının yüzde 80 kadar fazla oranda yavaş kasılan lifleri varken, hız koşucularında süratli kasılan lifler genel anlamda daha fazladır.

Sürme güdüsü

Bir bisikletçinin şampiyon olup olmayacağının belirlenmesinde genetik elbet bir rol oynasa da, kazanma ve rekabet etme güdüsünün de bulunması gerekir. Uzun idman saatleri ve yoğun rekabet için bisikletçinin son aşama emin olması lazımdır. Ek olarak, rekabetçi sürüş için detaylara ve ince şekilde ayarlanmış yöntemlere bağlı kalmak gerekir.

İşe bisikletle gidip gelen ya da eğlence amaçlı bisiklet devam eden kişilerde, uzman bir bisikletçinin taşımış olduğu bu son aşama yüksek kararlılık bulunmayabilir. Sadece gene de bisiklet sürmek, devam eden her insana bir meydan okuma sunar ve onları ödüllendirir. Bir çok bisikletçi, bisiklet sürmenin fizyolojik sağlıklarını iyileştirmekle kalmayıp, zihinsel durumlarına da yarar sağladığında hemfikirdir. Bir şeyi başarma ve bağımsızlık hissi, her bisikletçinin paylaşmış olduğu hislerdir. Bisiklet sürmek, kim bilir bu yüzden pek çokları için bir spordan ya da bir taşıma yönteminden daha fazlasıdır; bir tutkudur.

BENZER KONULAR

X-Işını Astronomisinde Paradigma Değişimi

- Advertisement - 9 Ocak 2024’te fırlatılan Einstein Sondası, ESA ve MPE’nin katkılarıyla Çin Bilimler Akademisi liderliğindeki bir ortak girişimdir. Amacı, kozmik olaylardan kaynaklanan X-ışını...

Gücün Sınırlarına Meydan Okuyan Lazer Yapımı Metaller

- Advertisement - Lazer bazlı katmanlı üretim yoluyla üretilen yenilikçi yüksek entropili alaşımlar, endüstriyel uygulamalar için benzeri görülmemiş bir güç ve esneklik sunar. Gelişmiş tekniklerle...

Yüksek Verimli Güneş Pillerinin Sırlarını Ortaya Çıkarıyoruz

- Advertisement - Yapay zeka yöntemlerinin yardımıyla araştırmacılar, yüksek verimli perovskit güneş pillerinin üretim süreçlerini iyileştirmeye çalışıyor.  Yapay zeka teknikleri, bilim adamlarına yüksek verimli güneş pilleri...
- Advertisment -

Son Eklenenler

X-Işını Astronomisinde Paradigma Değişimi

- Advertisement - 9 Ocak 2024’te fırlatılan Einstein Sondası, ESA ve MPE’nin katkılarıyla Çin Bilimler Akademisi liderliğindeki bir ortak girişimdir. Amacı, kozmik olaylardan kaynaklanan X-ışını...

Gücün Sınırlarına Meydan Okuyan Lazer Yapımı Metaller

- Advertisement - Lazer bazlı katmanlı üretim yoluyla üretilen yenilikçi yüksek entropili alaşımlar, endüstriyel uygulamalar için benzeri görülmemiş bir güç ve esneklik sunar. Gelişmiş tekniklerle...

Hücresel atık yönetimi ve yaşlanmada otofaji genlerinin yeni rolleri

Yaşla birlikte azalan otofaji, araştırmacıların daha önce şüphelendiğinden daha fazla gizemi barındırıyor olabilir. Buck Enstitüsü, Sanford Burnham Prebys ve Rutgers Üniversitesi'nden bilim adamlarının, yanlış...

Antibiyotik Direnci Araştırmalarında Oyunun Kurallarını Değiştirecek Bir Şey

Antibiyotiğe dirençli bakterilerle mücadeledeki potansiyeli nedeniyle incelenen bir bakteriyofaj olan φX174, alternatif antibiyotiklerin geliştirilmesine yönelik yeni bilgiler sunuyor. yaşında COVID-19kelime "virüs” bulaşma, hastalık ve hatta...