นักปั่นจักรยานมืออาชีพรู้ดีว่าต้องย้ายขวดใส่กระเป๋าเพื่อปีนให้เร็วขึ้น แต่มันประหยัดพลังงานจริงหรือ?
ใน The Rider ผู้เขียน Tim Krabbé เล่าเรื่องราวเกี่ยวกับความยาวของ Jacques Anquetil เพื่อค้นหาชัยชนะ: 'เขาเคยหยิบขวดน้ำของเขาออกจากที่ใส่ก่อนปีนทุกครั้งและติดไว้ในกระเป๋าหลังของ เสื้อของเขา Ab Geldermans ร้อยโทชาวดัตช์ของเขาเฝ้าดูเขาทำอย่างนั้นมาหลายปี จนกระทั่งในที่สุดเขาก็ทนไม่ไหวอีกต่อไปและถามเขาว่าทำไม และ Anquetil อธิบาย
‘“ผู้ขับขี่” Anquetil กล่าว “ประกอบด้วยสองส่วนคือคนและจักรยาน แน่นอนว่า จักรยานเป็นเครื่องมือที่บุคคลนั้นใช้ในการขับให้เร็วขึ้น แต่น้ำหนักของมันก็ทำให้เขาช้าลงเช่นกันนั่นนับว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อต้องฝ่าฟันอุปสรรค และในการปีนเขา สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าจักรยานยนต์เบาที่สุดเท่าที่จะทำได้ วิธีที่ดีในการทำเช่นนั้นคือเอาการเสนอราคาออกจากที่ยึด” ดังนั้น ทุกครั้งที่ปีนขึ้น Anquetil ได้ย้ายขวดน้ำจากที่ใส่ไปที่กระเป๋าหลัง’
เกิดข้อสงสัยเกี่ยวกับความจริงของเรื่องราว ไม่น้อยเพราะไม่มีรูปถ่ายของ Anquetil ที่มีขวดใส่เสื้อเจอร์ซีย์ แต่ในยุคที่กำไรเพิ่มขึ้นเล็กน้อย เราต้องการทราบว่าแนวทางของ Anquetil จะนำเสนอหรือไม่ ข้อได้เปรียบใดๆ
ลูกตุ้มแกว่ง
‘ฉันไม่คิดว่าจะมีวรรณกรรมตีพิมพ์ในหัวข้อนี้ ดังนั้นการเปรียบเทียบที่ใกล้เคียงที่สุดคือเป้สะพายหลังและตู้บรรทุกสินค้า” Stephen Cheung ศาสตราจารย์ด้านสรีรศาสตร์สิ่งแวดล้อมที่มหาวิทยาลัย Brock ในแคนาดากล่าว 'โดยสัญชาตญาณ ฉันได้กล่าวว่ายิ่งการจัดวางน้ำหนักให้ต่ำลงเท่าใด ต้นทุนการเผาผลาญก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น เนื่องจากจุดศูนย์ถ่วงที่ต่ำกว่านั้นต้องการพลังงานน้อยกว่าเพื่อให้คงที่ อย่างไรก็ตาม งานวิจัยเกี่ยวกับกระเป๋าเป้ส่วนใหญ่ไม่ได้สะท้อนถึงสิ่งนี้’
การศึกษาที่นำโดยศาสตราจารย์อาเบะแห่งมหาวิทยาลัยคิวชูในญี่ปุ่นได้ศึกษาต้นทุนพลังงานของการเดินด้วยน้ำหนักที่สัมพันธ์กับ 15% ของมวลกายของอาสาสมัคร ผู้ทดลองสิบสี่คนเดินบนลู่วิ่งโดยเพิ่มขึ้นทีละห้านาทีโดยมีหรือไม่มีน้ำหนักบนหลัง และผลการศึกษาพบว่าค่าใช้จ่ายด้านพลังงานลดลงเมื่อแบกภาระบนหลังส่วนบนเมื่อเทียบกับหลังส่วนล่าง
‘ทฤษฏีคือโหลดที่ความเร็วค่อนข้างต่ำทำหน้าที่เป็นลูกตุ้มหมุน ซึ่งช่วยลดปริมาณค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน [โดยคืนพลังงานกลับเข้าสู่การเคลื่อนไหวเดิน]’ Cheung กล่าว ‘อย่างไรก็ตาม ด้วยความเร็วที่มากขึ้นของการปั่นจักรยาน ฉันไม่คิดว่าลูกตุ้มลูกตุ้มนี้จะช่วยได้’
อันที่จริง การเคลื่อนด้านข้างของขวดในกระเป๋าเสื้อสามารถยับยั้งเศรษฐกิจได้หากขวดไม่ยึดแน่น ตามที่ Andy Ruina ศาสตราจารย์ด้านกลศาสตร์จากมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ในอเมริกากล่าว 'มันขึ้นอยู่กับพลังและพลัง' เขากล่าวก่อนที่จะคำนวณว่าขวดน้ำของ Anquetil จะลื่นไถลไปเล็กน้อยในกระเป๋าหลังของเขา'ในกรณีนี้ กำลังจะถูกคูณด้วยระยะทางที่เคลื่อนที่โดยขวดคูณด้วยจำนวนครั้งที่มันลื่นในแต่ละวินาที
‘สมมติว่าขวดโลหะและของเหลวของ Anquetil หนัก 1 กก. มันจะเลื่อนไปมา 1 ซม. ทุกครั้งที่เขาเหยียบ และจังหวะของเขาคือ 90 รอบต่อนาที ดังนั้นมันจะลื่นสามครั้งในแต่ละวินาที’ Ruina กล่าวเสริม 'เมื่อใช้สมการนั้น คุณมีแรง [แรงโน้มถ่วง x มวล] ซึ่งเท่ากับ 9.8 x 1 กก. x 0.01 ม. ของการเลื่อนคูณด้วยสามจังหวะต่อนาที นั่นเท่ากับการสูญเสีย 0.3 วัตต์จากขวดที่เคลื่อนที่ไปมาในกระเป๋าด้านหลัง’
อยู่นิ่งๆนะไอ้เวร
แค่นั้นเอง เมื่อขึ้นไป Anquetil ผิดที่จะวาง bidon ไว้ในกระเป๋าเสื้อของเขา ไม่มาก Cheung กล่าว 'เมื่อคุณปีนออกจากอาน ร่างกายส่วนบนของคุณควรยังคงทรงตัวอยู่และมีการเคลื่อนไหวด้านข้างน้อยกว่าจักรยานที่คุณแกว่งจากทางด้านข้างดังนั้นการใส่ขวดในเสื้อจะทำให้จักรยานของเขาไม่เพียงแต่เบาขึ้น แต่ยังใช้พลังงานน้อยลงจากการเคลื่อนไหวจากด้านข้างไปด้านข้างของจักรยานด้วย’
‘ไม่ ฉันไม่เห็นด้วย’ Lennard Zinn ช่างเทคนิคจักรยานที่มีชื่อเสียงระดับโลก ผู้สร้างเฟรม และนักเขียนด้านเทคโนโลยีกล่าว 'ถ้าคุณออกจากอาน คุณกำลังยกร่างกายขึ้นและลงอย่างต่อเนื่องด้วยการเหยียบคันเร่ง แม้ว่าร่างกายส่วนบนของคุณจะไม่ขยับไปทางด้านข้างมากเกินไป ดังนั้นแม้ว่าคุณจะขยับเฟรมมากขึ้น แต่ฉันก็ยังเถียงว่ายิ่งถือขวดน้ำหนักไว้ได้เท่าไร ก็ยิ่งสิ้นเปลืองพลังงานน้อยลงเท่านั้น' เป็นทฤษฎีที่สนับสนุนโดยทีมงานมืออาชีพของ WorldTour ซึ่งมักจะเพิ่มน้ำหนักให้กับพวกเขา วงเล็บด้านล่างเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดน้ำหนักขั้นต่ำของ UCI 6.8 กก. แม้ว่าพวกเขาจะไม่มีทางเลือกในการพกพาบัลลาสต์ในกระเป๋า
Ruina, Zinn และ Cheung ต่างเห็นพ้องต้องกัน อย่างไรก็ตาม: หากจักรยานของคุณอยู่ในแนวราบและยังคงตั้งตรง ค่าพลังงานของการถือขวดนมไว้ในกรงหรือในกระเป๋าเสื้อของคุณจะเท่ากันเพราะคุณ ไม่ขยับขึ้นลงเหมือนที่คุณวิ่งหรือปีนเขา
'อีกครั้ง ' รำพึง Zinn 'ทุกอย่างเปลี่ยนไปถ้า Anquetil มีขวดน้ำบนแฮนด์ของเขา' จนถึงปี 1960 นักปั่นจักรยานมักจะถือขวดที่สองไว้บนแฮนด์เพราะในขณะนั้น กฎของทัวร์ระบุว่า ผู้ขับขี่ต้องพกปั๊มซึ่งมักจะใช้ความยาวทั้งหมดของท่อเฟรมเดียว ทำให้ไม่มีที่ว่างสำหรับกรงขวดที่สองนั้น
‘ฉันเห็นประโยชน์ของการใส่ขวดในกระเป๋าเสื้อของคุณ ถ้าคุณถือมันไว้บนแฮนด์” Zinn กล่าวเสริม 'จักรยานของคุณคงวิ่งวนอยู่ตรงหน้าคุณจริงๆ ถ้าคุณออกแรงเหมือนวิ่งขึ้นเขาหรือวิ่ง และคุณจะมีเลือดไหลออกมาเพียงแค่พยายามอยู่ในเส้นตรง'
แนวคิดเรื่องน้ำหนักสปริงและน้ำหนักที่ยังไม่สปริงยังคงอยู่นอกการสนทนานี้ แต่จะเข้ามามีบทบาทเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น ตามที่ Zinn กล่าว 'เมื่อขับลงมา และถ้าถนนค่อนข้างขรุขระ - ซึ่งเป็นไปได้มากกว่าสำหรับจักรยานเสือภูเขา - น้ำหนักของขวดจะอยู่ที่หลังของคุณดีกว่า เพราะระบบกันสะเทือนพิเศษที่คุณจ่ายได้' เขากล่าวขวดที่ยึดไว้แน่นในเฟรมโดยคอนทราสต์จะถูกบังคับให้เคลื่อนไปพร้อมกับทุกการชนบนท้องถนน ซึ่งทำให้สิ้นเปลืองพลังงาน 'แล้วก็มีปัญหาเมื่อขวดไม่เต็ม คุณจะสูญเสียพลังงานจากการเสียดสีทั้งหมดนั้น ' Zinn กล่าว
ดังนั้น ดูเหมือนว่าวิทยาศาสตร์ในหัวข้อนี้ เหมือนกับเรื่องราวดั้งเดิมเกี่ยวกับ Anquetil ที่เป็นแรงบันดาลใจให้มันไม่สรุปได้ แต่ถ้ามันทำให้คุณมีความได้เปรียบทางจิตใจ มันอาจจะคุ้มค่าที่จะลอง…