Iedomājies, ka sāc mīties ar velosipēdu no šī gada "Tour de France" 17. posma starta līnijas. Vispirms 112 kilometrus nāktos mīties pa ceļu ar lēzenu kāpumu – aptuveni 400 metriem. Bet visa jautriba vēl tikai priekšā – Augšpireneji. Turpmākos 64 kilometrus nāksies uzmīties trīs virsotnēs ar kopējo kāpumu šajā posmā 1,6 kilometri. Pat tajā sava mūža dienā, kad biju vislabākajā formā, es, iespējams, 17. posmu nespētu pabeigt. Kur nu vēl piecās stundās, cik ilgu laiku šis posms prasīs līderim. Un 17. posms ir tikai viens no 21, kas jāpabeidz 23 dienu laikā.
Es esmu sporta ārsts un esmu teju divas desmitgades modelējis "Tour de France" posmus, liekot lietā datus par reljefu – kā nupat to raksturoju par 17. posmu – un fizikas likumus. Taču aizvien nespēju aptvert fiziskās spējas, kas nepieciešamas, lai pabeigtu visus pasaulē slavenāko velosacīkšu posmus. Tikai daži elites sportisti spējīgi pabeigt "Tour de France" posmus laikā, kas mērāms stundās, ne dienās. Viens no iemesliem, kāpēc viņi spēj to, par ko pārējie no mums var tikai sapņot, ir – šie atlēti spēj ģenerēt milzīgu jaudu (fizikāls lielums, kas raksturo noteiktā laika periodā paveikto darbu). Jauda ir temps, ar kādu riteņbraucēji patērē enerģiju, un enerģija, ko tie patērē, nāk no ēdiena. "Tour de France" posmu laikā uzvarētājs būs sadedzinājis aptuvenu ekvivalentu 210 "Big Mac" burgeriem (100 gramos "bigmaka" ir ap 250 kaloriju, bet vienā porcijā ir nedaudz vairāk par 200 gramiem).
Riteņbraukšana – runa par vatiem
Lai velosipēdam liktu kustēties, "Tour de France" braucējs pārnes enerģiju no muskuļiem uz velosipēdu, minot pedāļus, kas savukārt liek griezties riteņiem. Jo ātrāk velosipēdists var atdot enerģiju, jo lielāka jauda. Šo enerģijas atdeves tempu bieži mēra vatos. Elites velosipēdisti spēj ģenerēt milzīgu jaudu satriecoši ilgu laika posmu, ja salīdzina ar vairumu cilvēku
Piemēram, sportisks cilvēks, kas ar velobraukšanu nodarbojas rekreācijas nolūkos, var konstanti ģenerēt 250-300 vatus jaudas aptuveni 20 minūtes. "Tour de France" braucēji var ģenerēt 400 vatus šajā pašā laika periodā. Šie profesionāļi atsevišķos posmos uz neilgu laiku var ģenerēt pat 1000 vatus, piemēram, minoties stāvā kalnā. Tas ir aptuveni ekvivalents jaudai, kas nepieciešama, lai darbinātu mikroviļņu krāsni.
Taču ne visa enerģija, ko "Tour de France" riteņbraucējs pārnes uz velosipēdu, tiek izlietota virzībai uz priekšu. Velobraucējiem jātiek galā arī ar gaisa pretestību, enerģijas zudumiem berzes rezultātā, riteņiem ripojot pa segumu. Viņiem palīdz gravitācija brīžos, kad ceļš ved lejup pa kalnu, bet jācīnās pretī gravitācijai, minoties pret kalnu.
Es iekļāvu visus fizikas noteiktos faktorus, kas varētu būt saistīti ar velobraucēja ģenerēto jaudu, gravitācijas ietekmi, gaisa pretestību un berzi savā matemātiskajā modelī. Aplēsu, ka tipiskam "Tour de France" uzvarētājam jāspēj ģenerēt aptuveni 325 vati 80 stundas. Jāatgādina – vairums sportisku neprofesionāļu būtu priecīgi, ja spētu ģenerēt 300 vatus vien 20 minūtes.
Hambugeru kaudze
Arī muskuļi, gluži kā jebkurš mehānisms, nespēj no ēdiena uzņemto enerģiju simtprocentīgi atdot – muskuļi var būt vien ar divu procentu efektivitāti tādā nodarbē kā peldēšana, bet ar vismaz 40 procentu efektivitāti, ja runā par sirdsdarbību. Šajā modelī izmantoju vidējo efektivitātes rādītāju – 20 procentus. Zinot gan efektivitāti, gan nepieciešamo enerģijas atdevi, lai varētu uzvarēt "Tour de France", varu aprēķināt, cik daudz pārtikas nepieciešams uzvarētājam.
Tie "Tour de France" velosipēdisti, kas finišēs visos posmos, sacensību laikā sadedzinās 120 tūkstošus kilokaloriju (kcal). Vidēji sešus tūkstošus kilokaloriju katrā no posmiem. Dažos grūtākajos kalnu posmos, kā pieminētajā 17. postmā, sacensību dalībnieki sadedzinās tuvu pie astoņiem tūkstošiem kilokaloriju. Lai kompensētu šos milzīgos enerģijas zudumus, velobraucēji ēd speciālus našķus – enerģijas batoniņus, enerģijas želejas, kas viegli norijamas, lai nebūtu jātērē enerģija košļāšanai.
Aizvadītā gada uzvarētājs Tadejs Pogačars sver tikai 66 kilogramus. "Tour de France" braucējiem arī nav daudz tauku, kurus sadedzināt enerģijai. Viņiem nepārtraukti jāuzņem enerģija ar ēdienu, lai varētu enerģiju atdot teju vai pārcilvēcīgā tempā. Šogad, vērojot kādu "Tour de France" posmu, pievērs uzmanību tam, cik daudz velobraucēji ēd – nu tu zini iemeslu, kāpēc viņi nemitīgi "našķojas".
--
Raksta autors ir Džons Ēriks Gofs, Linčburgas Universitātes fizikas profesors, kurš pievērsies sporta fizikai. Gofs tostarp pēta gan Pasaules kausa futbolā bumbu aerodinamiku, gan modelē dažādus "Tour de France" sacīkšu parametrus, gan pēta, piemēram, berzi starp tenisa apaviem un cietā seguma kortu virsmu.
Publikācija oriģinālvalodā lasāma vietnē "The Conversation".
Seko "Delfi" arī Instagram vai YouTube profilā – pievienojies, lai uzzinātu svarīgāko un interesantāko pirmais!
