Bisiklet son derece yüksek verimli bir ulaşım aracı. Aslında bisiklet, diğer tüm yolculuk yöntemlerinden daha verimli; yürümekten bile! Dünyada kullanılan bir milyardan fazla bisiklet, bu aletin ne kadar verimli olduğunun 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. Aslında bisiklet, yürümekten dört kata kadar daha verimli olabilir. Bisiklette harcanan enerji miktarını bir arabanın harcadığı enerji miktarıyla karşılaştırdığınızda, aradaki farklılık hayrete düşürüyor. Bir bisikletçi 100 kalori enerjiyle 5 km gidebilirken, bir araba sadece 85 metre gidebiliyor! Enerjinin çoğu, hareketli parçaların sürtünmesi ve yüksek ağırlığın taşınmasında kayboluyor.
Bisiklet sürmek neden yürümekten daha verimli bir hareket yöntemi?
Bisiklet sürmek, insan gücüyle gerçekleştirilen en verimli itme faaliyetini sağlar çünkü bisikletçinin pedal kuvvetinin %98,6’sı, tekerlekleri çevirmek için kullanılır. Yürümek ise sadece %65 verimlidir ve enerjinin 1/3’ü, hareket dışı fonksiyonlara harcanır.
Koşmak ise yürümekten çok daha verimsiz bir faaliyettir. Harcanan enerji (yakılan kalori) miktarı aynı olduğunda bisiklet sürmek, sabit rüzgarlı düz yüzeylerde koşmaktan 5 kat ve yürümekten ise yaklaşık 4 kat daha verimlidir. Bisiklet en verimli ulaşım şekli olmasının yanısıra, çevreye en zararsız ulaşım şeklidir de.
Yürümenin verimsizlikleri
Yürüyen bir insanın ortalama hızı saatte 5 km’dir. İnsanlar bu tempoyu saatlerce sürdürebilse de, yürüme hareketi çok müsrif ve verimsiz bir faaliyettir çünkü enerjimizin üçte biri, ileri itiş dışındaki etkilerle ziyan olur.
- Her adımda yere basan ayağın dizi bükülür ve esner
- Omurga bükülür
- Adım atarken vücut sürekli 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 yapan şey
Bisiklet, ayaklarımızın orta göbek mili etrafında yolculuk ettiği mesafeyi katlayarak artıran ve her bir pedal hareketini çok daha yüksek bir mesafeye dönüştüren bir kaldıraç görevi görür.
Bisikletler, düz bir yüzeyde görece düşük bir hareket direnciyle süzülebilir. Zeminle sürekli enerjik bir etkileşimin olduğu yürüme ve koşma faaliyetinde ise bu direnç çok büyüktür.
Süzülme, tekerlerin ve rulmanların dönüş hareketindeki düşük direnç sayesinde mümkün olur. Teker ve rulmanların hareketine karşı oluşan direnç, bisiklet ve bisikletçinin eylemsizliğiyle karşılaştırıldığında çok küçüktür. Bu yüzden bisikletin hızlanması, özellikle düz yüzeyde veya yokuş aşağı yerlerde çok uzun mesafeler boyunca süzülmeye devam etmesini sağlayabilir. Bu süzülme kabiliyeti, bir bisikletçiye kuşların ve balıkların doğada yaptığı şeyi yapma kabiliyeti sağlar. – International Journal of Design & Nature and Ecodynamics (Burgess vd.)
Yokuş yukarı sürüş ve verimsizlikler
Yokuş yukarı sürüşte, hızlar genelde düşüktür. Hatta o kadar ki, aerodinamik direnç artık bu konuda bir etmen olmaktan çıkar. En önemli kuvvetler yerçekimi ve bisikletçi ile bisikletin kütlesi haline gelir.
Yapılan çalışmalar, %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 fazla enerji harcanmasıyla sonuçlanır.
Bisitlet ile bisikletçinin kütlesi, yer çekimi ve yükseklik, belli bir yokuşu çıkmak için ne kadar enerji gerektiğini 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 ancak farklı derecelerde. Bisikletçiler, karşıdan esen rüzgarları yürüyenlerden daha fazla hissediyor.
Örneğin bir bisikletçi ve yayanın her ikisi de saatte 16 km hızla karşıdan esen bir rüzgara karşı gider ve aynı miktarda gayret gösterirse, bisikletçi hızının yaklaşık %75’ini kaybederken yaya sadece %35 kadarını kaybeder.
Fakat rüzgar arkadan estiğinde ve yokuş aşağı giderken, bisikletçinin işi yayaya göre katbekat daha kolaydır.
Bisikletler çok 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.
Rekabetçi bisiklet etkinliklerinin idari organı Uluslararası Bisiklet Birliği, 1938 yılında yatık bisikletlerin çoğu yarışmada kullanılmasını yasakladı çünkü adil olmayan bir avantajları vardı: Çok fazla verimliydiler.
Bugün bile bisiklette kaydedilen en büyük hız bisikleti bir yatık bisikletçiye ait.
Yatık bisiklet yol bisikletine göre ne kadar daha verimli?
Bu soruya yanıt vermek zor çünkü çok farklı tip ve stilde yatık bisiklet var. Ancak günümüzde bulunabilen çoğu yatık bisiklette, hava direncinin yüzde 15 ila 30 oranında düşük olması normal kabul ediliyor.
Fizyoloji
Fosil yakıta ihtiyaç duyan arabaların aksine, bisikletçiler güçlerini yenilenebilir enerji kaynağı olan gıdalardan kazanıyor. İnsanlar besinlerden güç aldığından, beslenme de vücudun performansında önemli bir rol oynuyor. Gücü ise farklı kas grup ve tipleri sağlıyor. Genetik miras, yoğun idman ve rekabet dürtüsü, en iyi sporcuların bisiklette dayanıklılık ve hızın sınırlarını zorlamasına yardımcı oluyor. Bir bisikletçinin tükettiği besin tipi, performansını etkileyebiliyor. Sağlıklı kalmak için hepimiz su, protein, karbonhidrat, yağ, vitamin ve minerallere ihtiyaç duyuyoruz. En üst düzey sporcular için ise bu besinlerde doğru dengeyi korumak son derece önemli. ABD Kadınlar kros şampiyonu Ruthie Matthes şöyle açıklıyor: “Bisiklet sürmediğim zamanlarda bolca meyve sebze ve yüksek karbonhidrat tüketiyorum; fakat sadece pirinç ve patates gibi uç noktada tüketim yapmıyorum. Protein de ekliyorum.” Yarışlar sırasında pek çok bisikletçi, hızlı enerji için yüksek karbonhidratlı içecekler, yiyecek barları ve hatta jel kullanıyor.
Sıvılar
İnsan vücudu çoğunlukla sudan oluşur. Bu yüzden ter yoluyla vücuttaki suyun yüzde 2’si kadar küçük bir kısmını kaybetmek bile sürüş performansını olumsuz etkileyebilir. Sıcak koşullarda uzun süre bisiklet süren atletlerin dikkatli olması gerekir. Ciddi su kaybı, sıcaklık kaynaklı tükenmeye veya sıcak çarpmasına ve hatta bazı uç durumlarda ölüme sebep olabilir. Bisikletçilere, sürüşten önce birkaç bardak ve sonrasında egzersiz sırasında sıkça su içmeleri söylenir.
Kaslarınız nasıl çalışır?
Sürüş gücünü bisikletçinin bacakları sağlar. İşin büyük kısmını uyluk kemiği (femur) ve kavalkemiği (tibia) yapar. Uyluk kemiğiniz bir kaldıraç gibi 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 sadece uyluk kemiğinin uzunluğunda bitmez. Bu kemikleri hareket ettirmek için kas gerekir.
Kas dokusu, ince çubuk makarna benzeri binlerce liften meydana gelir. Bu lifler beyinden mesaj alıp liflerin kasılmasına sebep olur. Bisiklet sürerken iş başında 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 mesaj gönderiyor, peki uzun süre bisiklet sürerken gerçekleşen binlerce kasılma sırasında kaslara ne güç sağlıyor? Muhtemelen aerobik ve anaerobik terimlerini duymuşsunuzdur. Bu terimler, kaslarınızın enerji elde etmesini sağlayan iki yöntemi gösterir.
Aerobik yani oksijenli egzersizde, kaslar oksijenin yanısıra kan ile taşınan glukoz ve yağ asitlerini kullanarak adenozin trifosfat veya ATP üretir. ATP, kasların kasılmasını sağlayan enerji kaynağıdır. Aerobik egzersiz yapmaya devam edebilmek, kaslarınıza oksijen ve yakıt moleküllerinin (glukoz ve yağ asitleri) iletilmesine bağlıdır. Bu da kalbiniz ve akciğerlerinizin sağladığı dolaşım ve solunum ile mümkün olur.
Anaerobik yani oksijensiz egzersiz yaparken, kaslar (glukozdan oluşturulan) glikojen depolarını kullanır ve bunları ATP’ye dönüştürür. Bu tip yüksek yoğunluklu egzersiz esnasında, kaslar oksijen olmadan enerji üretir; kalp- damar sistemi talebe yetişemez. Anaerobik egzersiz yapmanın bir bedeli vardır ve laktik asit denen bir atık ürün birikir. Kaslardaki yanma hissine sebep olan ve daha çabuk yorulmalarına yol açan şey de budur.
Bir yarışta, bisikletçiler fiziksel sınırlarının gayet farkındadır ve daha sınırlı olan anaerobik kapasitelerini stratejik şekilde kullanmaya çalışırlar. Ruthie Matthes şöyle açıklıyor: “Dağ bisikleti yarışındaki en zor şeylerden biri de, başlama atışından itibaren depara kalkmamız. Tek hatta ulaşan veya bu alanda sıçrama yapan ilk kişi avantajlıdır. Dolayısıyla başlangıçtan itibaren anaerobik alana gireriz ve bu da çok zorlu olabilir. Vücutlarımızı buna alışması için eğitmemiz gerekir.”
Yavaş & hızlı kasılan lifler
Her kas, iki tip liften oluşur. Hızlı kasılan lifler, yavaş kasılan liflerden 2 ila 3 kat daha hızlı hareket eder fakat daha çabuk yorulurlar. Hızlı kasılan lifler, mantıken depara kalkmada ve hızlı tırmanmalarda kullanılır. Bunun aksine yavaş kasılan lifler, orta yoğunluktaki uzun sürüşlerde kullanılır.
Çoğu insanın kaslarının bir yarısı hızlı kasılan, diğer yarısı da yavaş kasılan liflerden oluşur. Fakat genetik bu konuda da rol oynar. Bazı uzun mesafe koşucularının yüzde 80 kadar fazla miktarda yavaş kasılan lifleri varken, hız koşucularında hızlı kasılan lifler genelde daha fazladır.
Sürme güdüsü
Bir bisikletçinin şampiyon olup olmayacağının belirlenmesinde genetik elbette bir rol oynasa da, kazanma ve rekabet etme güdüsünün de bulunması gerekir. Uzun idman saatleri ve yoğun rekabet için bisikletçinin son derece kararlı 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 süren kişilerde, uzman bir bisikletçinin taşıdığı bu son derece yüksek kararlılık bulunmayabilir. Ancak yine de bisiklet sürmek, süren herkese bir meydan okuma sunar ve onları ödüllendirir. Çoğu bisikletçi, bisiklet sürmenin fiziksel sağlıklarını iyileştirmekle kalmayıp, zihinsel durumlarına da fayda sağladığında hemfikirdir. Bir şeyi başarma ve bağımsızlık hissi, her bisikletçinin paylaştığı hislerdir. Bisiklet sürmek, belki de bu yüzden pek çokları için bir spordan ya da bir taşıma yönteminden daha fazlasıdır; bir tutkudur.
Yazarlar: Jesse Pomeroy/Pedalchile & Exploratorium. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
