Представьте , что вы начинаете крутить педали с начала 17 этапа в этом году «s Тур де Франс. Во-первых, вы проехали на велосипеде примерно 70 миль (112 километров) с постепенным увеличением высоты примерно на 1300 футов (400 метров). Но вы еще не достигли самого интересного: горы Верхние Пиренеи.
В течение следующих 40 миль (64 км) вам придется подняться на три горных пика с чистым увеличением высоты на милю (1,6 км) . В самый приспособленный день в моей жизни я, возможно, даже не смогу финишировать на этапе 17 - а тем более сделать это за пять часов или около того, чтобы победитель финишировал. И этап 17 - лишь один из 21 этапа, который необходимо пройти за 23 дня тура.
Я спортивный физик , и я моделировал Тур де Франс почти два десятилетия, используя данные о местности - как то, что я описал для этапа 17 - и законы физики. Но я до сих пор не могу представить себе, какие физические возможности необходимы для завершения самой известной в мире велогонки. Лишь немногие избранные люди способны завершить этап Тур де Франс за время, которое измеряется часами, а не днями. Причина, по которой они могут делать то, о чем остальные из нас могут только мечтать, заключается в том, что эти спортсмены могут производить огромное количество энергии. Мощность - это скорость, с которой велосипедисты сжигают энергию, а энергия, которую они сжигают, поступает из пищи, которую они едят. И в течение Тур де Франс велосипедист-победитель сожжет примерно 210 Биг Маков.
Велоспорт - это игра в ватт
Чтобы заставить велосипед двигаться, гонщик Tour de France передает энергию от своих мышц через велосипед к колесам, которые отталкиваются от земли. Чем быстрее всадник может выдавать энергию, тем больше мощность. Скорость передачи энергии часто измеряется в ваттах. Велосипедисты Тур де Франс способны генерировать огромное количество энергии в течение невероятно долгих периодов времени по сравнению с большинством людей.
В течение примерно 20 минут здоровый велосипедист-любитель может стабильно выдавать от 250 до 300 Вт . Велосипедисты Тур де Франс могут производить более 400 Вт за тот же период времени . Эти профессионалы даже способны выдавать 1000 Вт за короткие промежутки времени на крутом подъеме - примерно такой мощности, чтобы запустить микроволновую печь.
Но не вся энергия, которую велосипедист Тур де Франс вкладывает в свой байк, превращается в поступательное движение. Велосипедисты борются с сопротивлением воздуха и потерями на трение между колесами и дорогой. Они получают помощь от гравитации на спусках, но им приходится бороться с гравитацией во время подъема.
Я включил в свою модель всю физику, связанную с выходной мощностью велосипедиста, а также эффекты гравитации, сопротивления воздуха и трения . Исходя из всего этого, я полагаю, что типичному победителю Тур де Франс необходимо выдать в среднем около 325 Вт за примерно 80 часов гонки. Напомним, что большинство велосипедистов-любителей были бы счастливы, если бы они могли вырабатывать 300 Вт всего за 20 минут!
Превращая еду в мили
Так откуда у этих велосипедистов вся эта энергия? Еда, конечно!
Но ваши мышцы, как и любой тренажер, не могут преобразовать 100 процентов пищевой энергии непосредственно в выработку энергии - мышцы могут быть эффективны от 2 процентов, когда они используются для таких занятий, как плавание, и на 40 процентов эффективны для сердца. В моей модели я использую средний КПД 20 процентов. Зная эту эффективность, а также количество энергии, необходимое для победы в Тур де Франс, я могу оценить, сколько еды нужно велосипедисту-победителю.
Лучшие велосипедисты Тур де Франс, завершившие все 21 этап, сжигают около 120 000 калорий во время гонки - или в среднем почти 6 000 калорий за этап. На некоторых из более сложных горных этапов, таких как этап 17 в этом году, гонщики сжигают около 8000 калорий. Чтобы восполнить эти огромные потери энергии, наездники едят восхитительные угощения, такие как рулеты с джемом, энергетические батончики и аппетитные «желе», чтобы не тратить энергию на жевание.
Победитель прошлого года Тадей Погачар весит всего 146 фунтов (66 кг). Велосипедистам Тур де Франс не нужно сжигать много жира для получения энергии. Они должны продолжать накапливать пищу в своих телах, чтобы выделять энергию со сверхчеловеческой скоростью. Итак, в этом году, наблюдая за этапом Тур де Франс, обратите внимание, сколько раз велосипедисты едят - теперь вы знаете причину всех этих перекусов.
Эта статья переиздана из The Conversation по лицензии Creative Commons. Вы можете найти оригинальную статью здесь .
Джон Эрик Гофф - профессор физики в Линчбургском университете, где он исследует физику спорта.
