Este artículo se presenta principalmente Conversación.
Juan Eric Gough Profesor de Física en la Universidad de Lynchburg.
Imagina que empiezas a pedalear El comienzo de la etapa 17 De El Tour de Francia de este año. Primero, pedalearás alrededor de 70 millas (112 km) y gradualmente aumentarás tu altura a alrededor de 1,300 pies (400 metros). Pero aun así llegaste a la parte divertida: el Montañas de los Altos Pirineos. Las próximas 40 millas (64 km) tienes que escalar Tres picos con un aumento neto de una milla (1,6 km) de altura. En el día más meritorio de mi vida, es posible que ni siquiera pueda terminar la etapa 17, lo cual no puedo hacer en más de cinco horas o terminar la carrera del ganador. Y la Etapa 17 es uno de los 21 pasos que deben completarse dentro de los 23 días posteriores al recorrido.
yo Un físico deportivoY lo hice Modelo del Tour de Francia Usando datos del terreno durante casi dos décadas, como describí en la Etapa 17, y las leyes de la física. Pero todavía no me doy cuenta de la capacidad física necesaria para completar la carrera ciclista más famosa del mundo. Solo unas pocas personas de élite son capaces de terminar la etapa del Tour de Francia en un tiempo que se mide en horas en lugar de días. La razón por la que el resto de nosotros podemos hacer lo que sueñan es porque estos atletas pueden producir mucha energía. La energía es la velocidad a la que los ciclistas queman energía y la energía que queman proviene de los alimentos que comen. Y durante el Tour de Francia, el ciclista ganador quemará aproximadamente el equivalente a 210 Big Macs.
El ciclismo es un juego de vatios
Para el ciclismo, un ciclista del Tour de Francia transfiere energía desde sus músculos, a través de la bicicleta y hacia las ruedas que lo empujan al suelo. Cuanto más rápido un ciclista puede extraer energía, más energía. Esta tasa de transferencia de energía a menudo se mide en vatios. Los ciclistas del Tour de Francia pueden generar mucha energía durante un tiempo increíblemente largo en comparación con la mayoría de las personas.
Durante unos 20 minutos, un ciclista recreativo en forma puede mantenerse alejado 250 vatios a 300 vatios. El Tour de Francia puede producir ciclistas Más de 400 vatios para el mismo período. Estos profesionales son incluso capaces Golpe de 1000 vatios Por un corto tiempo en subidas empinadassuficiente energía ejecutar un Horno microondas.
Pero no toda la energía que un ciclista del Tour de Francia pone en su bicicleta se convierte en velocidad de avance. Los ciclistas luchan contra la resistencia al viento y los daños por fricción entre sus ruedas y la carretera. Obtienen ayuda de la gravedad en el descenso, pero tienen que luchar con la gravedad mientras ascienden.
Incluyo toda la física relacionada con la potencia de salida del ciclista, así como los efectos de la gravedad, la resistencia del viento y la fricción. en mi modelo. Usando todo esto, estimo que un ganador típico del Tour de Francia tendría que dar un promedio de alrededor de 325 vatios en una carrera de 80 horas. Tenga en cuenta que la mayoría de los ciclistas recreativos estarán felices si pueden producir 300 vatios durante solo 20 minutos.
Convertir comida en millas
Entonces, ¿de dónde obtienen tanta energía estos ciclistas? La comida, por supuesto.
Pero sus músculos, como cualquier máquina, no pueden convertir el 100% de la energía de los alimentos directamente en producción de energía; puede estar en cualquier parte de los músculos. Usado para actividades como nadar 2 por ciento de eficiencia y 40 por ciento de eficiencia en el corazón. En mi modelo, uso una eficiencia promedio del 20 por ciento. Conociendo esta habilidad, así como la producción de energía necesaria para ganar el Tour de Francia, puedo adivinar cuánta comida necesita el ciclista ganador.
Los mejores ciclistas del Tour de Francia que completan 21 pasos queman unas 120 000 calorías durante la carrera, o un promedio de unas 6000 calorías por etapa. En algunas carreras de montaña más difíciles, como la Etapa 17 de este año, los corredores quemarán alrededor de 8,000 calorías. Para compensar esta enorme pérdida de energía, los ciclistas comen estas delicias. Jam rolls, barritas energéticas y deliciosos «geles» para que no desperdicien energía masticando.
El ganador del año pasado, Tadej Pogakar, Pesa solo 146 libras. Los ciclistas del Tour de Francia no tienen mucha grasa para quemar para obtener energía. Necesitan poner energía alimentaria en sus cuerpos para que puedan extraer energía que parece una tasa sobrehumana. Así que este año, cuando visites una etapa del Tour de Francia, fíjate en la frecuencia con la que comen los ciclistas, ahora ya sabes el motivo de todos estos snacks.
