لماذا تتفوق الدراجة الهوائية على المشي والجري في استهلاك الطاقة

قال الدكتور أنتوني بلازيفيتش، أستاذ الميكانيكا الحيوية في جامعة إديث كوان الأسترالية، إنه إذا كان بإمكانك المشي لمدة ساعة، فإن ركوب الدراجة وقطع نفس المسافة في غضون 15 دقيقة يعد الخيار الأفضل. وأضاف أن التقديرات تشير إلى وجود أكثر من مليار دراجة في العالم مقابل حوالي 1.5 مليار سيارة، مما يعكس تفضيل العديد من الناس لاستخدام الدراجات. موضحا أن ركوب الدراجات يعتبر من أكثر وسائل النقل كفاءة في استهلاك الطاقة، مما يسمح للبشر بالتنقل بشكل أسرع و لمسافات أطول مع استهلاك طاقة أقل من المشي أو الجري.

كما أشار بلازيفيتش إلى أن السبب وراء كون ركوب الدراجات أسهل وأفضل بكثير من المشي يكمن في "الميكانيكا الحيوية الأنيقة" التي تدير تفاعل أجسامنا مع الدراجة. وأوضح أنه من خلال هذا التقرير، سيتم تقديم حلول بديلة لمساعدة من لا يناسبهم ممارسة رياضة المشي أو الجري.

الدراجة الهوائية، وفقاً لبلازيفيتش، تتكون من عجلتين ودواسات تنقل الطاقة عبر سلسلة حديدية إلى العجلة الخلفية. وأشار إلى أن هذه البساطة تُخفي هندسة تتناغم تمامًا مع وظائف الجسم البشري. موضحا أنه عند المشي أو الجري، يميل الناس إلى الأمام لالتقاط أنفاسهم واستعادة توازنهم، لكن هذا يتطلب الكثير من الطاقة.

كفاءة ركوب الدراجة الهوائية

بينما أضاف بلازيفيتش، أنه عند ركوب الدراجة، يتحرك السائق بطريقة دائرية أصغر بكثير، مما يعني أن هناك توفيرًا فوريًا في الطاقة. وأكد أن ركوب الدراجة الهوائية يُعتبر من أكثر أشكال الحركة البشرية كفاءة في استهلاك الطاقة وحرق السعرات الحرارية، حيث يتم توجيه نحو 98.6% من الجهد المبذول مباشرة إلى الدواسات لتحريك العجلات ودفع الجسم إلى الأمام.

في المقابل، يُهدر أكثر من ثلث الطاقة أثناء المشي أو الهرولة في حركات لا تسهم في التقدم الأمامي، مثل انثناء ركبة الساق المرتكزة على الأرض مع كل خطوة. كما يتضمن ذلك انحناء العمود الفقري والارتفاع والانخفاض المستمر للجسم أثناء الحركة.

وأكد بلازيفيتش أن المكاسب الحقيقية تكمن في قدرة الدراجة على تحويل معظم الجهد إلى حركة أمامية سلسة، على عكس المشي أو الجري الذي يتضمن كل خطوة اصطدامًا بالأرض، مما يؤدي إلى تبديد جزء من الطاقة في صورة صوت وحرارة بدلاً من استثماره في الحركة.

سلاسة العجلات وتأثيرها على الطاقة

قال بلازيفيتش إن العجلات التي تقوم عليها الدراجات الهوائية تُعد من أعظم الاختراعات البشرية في تقليل فقدان الطاقة، إذ تعالج المشكلة الناتجة عن اصطدام القدمين بالأرض أثناء المشي أو الجري. وأوضح أن الدراجات تدور بسلاسة وتتدحرج لتلامس سطح الطريق عموديًا دون كبح متقطع، مما يسمح بتحويل قوة الدواسة إلى حركة مباشرة نحو الأمام.

وأضاف أن عضلات الجسم أثناء المشي أو الركض السريع تفقد كفاءتها وتستهلك طاقة أكبر مع كل خطوة، بينما تساعد تروس الدراجة الهوائية العضلات على العمل ضمن نطاقها الأمثل، حيث يمكن التبديل إلى ترس أعلى مع زيادة السرعة.

ومع ذلك، أشار بلازيفيتش إلى أن المشي قد يتفوق أحيانًا، لا سيما عند صعود التلال المرتفعة، حيث يتطلب الأمر جهدًا كبيرًا لإنتاج طاقة كافية. وأكد بول فان دين بوش، المؤلف ومدرب الدراجات المعروف، أن المشي صعودًا يعد أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 35% مقارنة بركوب الدراجة على المنحدر نفسه.

الدراجة كوسيلة نقل متكاملة

أكد بلازيفيتش أن ركوب الدراجة الهوائية على أرض مستوية وخالية من الرياح يمكن أن يكون أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة بنحو 4 مرات مقارنة بالمشي و8 مرات مقارنة بالجري. وأوضح أن ذلك يعود إلى قدرة الدراجة على تقليل الفاقد من الطاقة المرتبط بحركة الأطراف والتأثير الناتج عن اصطدام القدم بالأرض.

كما أشار إلى أن تصميم الدراجة الهوائية يجعلها "آلة متكاملة" تعمل بتناغم مع جسم الإنسان، لتحويل قوة العضلات إلى حركة أمامية فعالة بأقل قدر ممكن من الهدر. وعليه، فإن الدراجة الهوائية ليست مجرد وسيلة تنقل، بل أداة فعالة لتحسين كفاءة الحركة.