Bases físicas de la pedalada. La fuerza.

Una cosa tan sencilla como pedalear tiene su miga. La fuerza que transmitimos a los pedales hacen rotar el plato que a su vez tira de la cadena que hace girar el piñón que forma parte de la rueda trasera que también gira y origina el movimiento de la bicicleta y del ciclista que ha aplicado la fuerza que ha sido el origen de esta larga frase. Fuerzas, trabajo, potencia, rozamientos, reacciones, resistencias...pues eso, que tiene miga.

Nos vamos a centrar, para empezar, en la fuerza que aplica el ciclista sobre el pedal, es decir, la madre de todos los corderos.

Para el caso que nos ocupa, la fuerza puede definirse como la acción capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo imprimiéndole una aceleración que modifica el módulo o la dirección de su velocidad o bien, de deformarlo. Es decir, el ciclista aplica una fuerza sobre el pedal, provoca una deformación (mínima) y una aceleración del conjunto pedal-biela.

En física, la fuerza se representa como un vector con su módulo, dirección, sentido y punto de aplicación. Y es que, la fuerza no se ve, aunque veamos sus efectos. Jamás he visto una flecha de color rojo bajo el pedal de ningún ciclista. Pero hace años que al ilustre físico Sr. William Rowan Hamilton se le ocurrió esta brillante idea de los vectores y es el método que vamos a utilizar para explicar todo esto.

En este dibujo vemos que una fuerza que aplicamos en el punto O la podemos descomponer en dos vectores perpendiculares entre si. (Fx y Fy). Quédate con esto porque va a ser muy importante para entender como el ciclista aplica la fuerza sobre el pedal. Por cierto, vamos a medir la fuerza en newtons.

Veamos un ejemplo con tres fuerzas iguales en módulo pero distinta dirección. Son tres fuerzas con los mismos newtons en distintas direcciones y aplicadas en el mismo punto, el pedal.

La intuición (femenina o masculina, intuición al fin y al cabo) nos dice que la fuerza b es la más eficiente en este momento para hacer girar el plato. La explicación que probablemente daremos para razonar nuestra afirmación es que la fuerza b es perpendicular a la biela. Efectivamente, es una razón de peso que intentaremos aclarar con ayuda de la descomposición de los vectores.

En este esquema vemos que la componente perpendicular de los vectores a y c es menor que el vector b. A partir de ahora llamaremos fuerza efectiva a la componente de la fuerza que ejercemos sobre el pedal que es perpendicular a la palanca, la biela en este caso.

Continuará...