Людська ефективність: чому велосипеди кращі за бензинові двигуни

1

М’язи – це біологічні двигуни. Вони недосконалі, але неймовірно ефективні при переміщенні маси великі відстані. Щоб зрозуміти, наскільки вони добрі, потрібно розглянути розрахунки споживання калорій та енергії палива.

Уявіть середню людину, яка їде на звичайному дорожньому велосипеді. При крейсерській швидкості 15 миль на годину (24 км/год) організм спалює близько 0,049 калорії на фунт маси тіла щохвилини. Для райдера вагою 175 фунтів (77 кг) це становить 515 калорій на годину. Якщо розділити це значення на пройдену відстань, вийде приблизно 34 калорії на милю.

Тепер подивимося на пальне. В одному галоні бензину міститься близько 31000 калорій потенційної енергії. Якби люди могли метаболізувати рідкі вуглеводні так само, як двигуни внутрішнього згоряння, математика була б просто неймовірною.

Людина могла б проїхати 912 миль на одному галоні бензину.

Це приголомшлива цифра для транспорту з людським потягом. Порівняйте це з типовим сучасним седаном, що витрачає 30 миль на галон. Велосипед перемагає з великим відривом.

Але це порівняння потребує контексту. Автомобіль важить понад тонну. Велосипед важить близько 30 фунтів. Автомобілі також рухаються значно швидше 15 миль на годину, що повністю змінює аеродинамічний опір. Проте, базова корисність людського двигуна є незаперечною.

Є одне попередження. Ви не можете пити бензин. Ваша система травлення відкине його, а токсичність уб’є вас. Однак жир хімічно схожий на бензин. І те, й інше є довгими ланцюгами з водню і вуглецю. Якщо ви могли б переключити джерело енергії свого тіла з глікогену на рідкий жир, ефективність залишилася б високою. Наприклад, олія містить майже таку ж калорійну щільність на галон, як і бензин.

Професійні велосипедисти функціонують в іншій фізичній площині. Учасники Тур де Франс часто розвивають швидкість 25 миль на годину. Опір повітря нелінійний; воно зростає експоненційно зі збільшенням швидкості. За таких швидкостей витрата калорій потроюється.

Велосипедисти спалюють близько 100 калорій на милю. На етапі гонки завдовжки 100 миль учасник може спалити від 8000 до 10000 калорій за день. У цій швидкісній ситуації ефективність падає приблизно до 300 миль на галон. І все-таки це краще, ніж у більшості автомобілів на шосе.

Ціна такої ефективності – це витрати. Щоб підтримувати таку продуктивність велосипедист повинен споживати велику кількість їжі. Організм є замкнутим циклом. Якщо ви подаєте до нього енергію, ви отримуєте відстань. Коли ви перестаєте подавати енергію, ви припиняєте рух.

Завдяки цій ефективності велосипед залишається найпрактичнішим пристроєм, колись винайденим для особистого транспорту. Він використовує “солодку пляму” біологічного двигуна. Він зводить людську силу до мінімально можливого опору.

Автомобілі громіздкі. Вони є неефективними на низьких швидкостях. Вони витрачають енергію на боротьбу із власною вагою. Велосипед не звертає уваги на вагу. Вся справа в опорі коченню та аеродинаміці.

Людське тіло не призначене для швидкості. Воно призначене для витривалості. Ми – хижаки переслідування. Ми біжимо доти, доки видобуток не впаде. Велосипед — це лише інструмент, що дозволяє нам перенести цю витривалість на асфальт.

Отже, коли ви бачите велосипедиста, що ковзає вниз схилом, пам’ятайте: вони не просто відпочивають.