Beygir Gücü versus Tork

Tork çekiş gücünü ifade ederken, beygir gücü hızı temsil eder. Ayrıca, tork devir göstergesiyle kontrol edilirken beygir gücünde hız göstergesine bakılır. Arabalarda bu değerler çok önemli. Örneğin benim 1.6 dizel GOLF 105 BG fakat 250 nm tork. Işıklarda yeşil yanınca ilk çıkışta ya da yokuşlarda çok daha havalı arabalara fark atarken devamında arkada kalabiliyorum. Burada benim yüksek torkum ilk çıkış ve yokuşlarda avantaj sağlarken sürat işin içine girince geride kalıyorum.

Tork güç, Beygir Gücü Hız anlamına kullanılıyor, biraz ters bir ifade. Formülü ise:
BG = Tork x rpm/5252

Ortalama bir insan, kısa süreli yoğun aktiviteler sırasında (örneğin bisiklet sürme gibi) yaklaşık 100-200 Nm (Newton-metre) civarında maksimum tork üretebilir. Ancak bu tork, sürdürülebilir bir şekilde genellikle daha düşüktür ve uzun süre boyunca 50-100 Nm civarında kalır.

Bir insan, yaklaşık 5 dakika boyunca 1.0 beygir gücü (hp) üretebilir. Deneyimli bir bisikletçiyseniz bu süre biraz daha uzayabilir. Uzun süre boyunca ise bir insan, yaklaşık 1/4 beygir gücü üretebilir.

Bir koşucu, koşarken bacak kaslarını kullanarak yere kuvvet uygular. Bu kuvvet, bacaklarınızın uzunluğu ile birlikte bir tork oluşturur. Koşarken üretilen tork, bacak kaslarının hızla kasılma ve gevşeme kapasitesine bağlıdır. Ancak, bisiklette olduğu kadar yüksek tork üretimi mümkün değildir, çünkü koşmada ayakların yere temas süresi kısadır ve ayakların yere uyguladığı kuvvet dağılır. Koşucular, genellikle yaklaşık 30-60 Nm tork üretebilir, bu da bisiklete göre daha düşük ama koşu için yeterli bir seviyedir.

Beygir gücü, koşu esnasında harcanan enerji miktarı ile ilgilidir. Koşucular, dayanıklılıklarına ve antrenman seviyelerine bağlı olarak değişken güç üretebilirler. Elit bir koşucu, kısa mesafeli sprint koşusu sırasında yaklaşık 0.8 – 1.5 beygir gücü anlık olarak üretebilir. Ancak bu güç, birkaç saniye ile sınırlıdır. Bir maraton koşucusu gibi dayanıklılığı yüksek bir atlet, uzun süreli koşularda yaklaşık 0.2 – 0.3 beygir gücü üretebilir.

Örneğin:100 metre sprint koşucusu, çok kısa süreliğine yaklaşık 1 beygir gücüne kadar çıkabilir, bu sırada bacak kasları çok yüksek hızda kasılarak yere büyük bir kuvvet uygular.  Maraton koşucusu, uzun süreli bir koşuda daha az bir güç üretebilir, ancak bu güç daha uzun süre sürdürülebilir olduğundan ortalama 0.2 beygir gücü civarında kalır.

Arabalarda motor hacmi, piston kolu uzunluğu ile oynayarak farklı ihtiyaçlar için farklı motor kombinasyonları ile karşılama imkânı var. Peki biz koşucular için durum ne olacak. Öncelikle genetik olarak bacak kasları, uzunluğu ve daha teknik kas yapısına bağlı.  Mevcut bu yapı üzerine yapılacak antrenmanlar ile tork ve BG geliştirilebilir.

Motorlar için verilen fizik formülünde rpm olarak cadence, yani dakikada adım sayısı kabul edilirse tork için de stride length-adım uzunluğunu kullanırsak, koşucunun beygir gücü yani hızı da herkesin bildiği bu iki değişkenin çarpımı olarak ortaya çıkacaktır. “The longer the stride is, the bigger the torque produced.”

Koşucu adım atarken kalça ekleminde oluşan torka bakalım

• Kuvvet (F): Bacağın ileri veya geri hareketini sağlayan koşucunun bacak kaslarının ürettiği kuvvet.
• Kuvvet Kolunun Uzunluğu (r): Kalça ekleminden kuvvetin uygulandığı noktaya kadar olan mesafe. Bu, uyluk kemiğinin uzunluğu olarak kabaca tahmin edilebilir.
• Açı (θ): Kuvvet yönü ile kuvvet kolu arasındaki açı (örneğin, kalça kaslarının kasılmasıyla oluşan kuvvet yönü ile).

Kabaca bir hesaplama yapmak için varsayalım ki:

• Kasların ürettiği Kuvvet (F) 100 N.
• Kalçadan kuvvetin uygulandığı noktaya olan Kuvvet Kolu (r) 0,5 m.
• Kuvvet kolu ile kuvvetin yönü arasındaki Açı (θ) 90° (bu durumda sin(90°) = 1).
  Kalça eklemindeki tork (τ) şu şekilde hesaplanır:
  τ=0,5 m×200 N×sin⁡(90°)=)=100Nm

Bu basitleştirilmiş hesaplama, eklem mekanikleri temelinde torkun nasıl tahmin edilebileceğine dair bir fikir verir. Gerçekte, adımın farklı aşamalarında değişen açılar ve kuvvetler nedeniyle hesaplamalar daha karmaşık olabilir, ancak prensip aynıdır:
O zaman beygir gücü=100×180/5252=3.5 HP olarak çıkıyor ki bu çok fazla.

Bunun nedeni koşucu gibi doğrusal hareketlerde, motorlar için kullanılan bu formül kullanışlı değildir, çünkü burada devir hızı (RPM) yerine genellikle doğrusal hız ve kuvvet ölçülür. Ayrıca, insan vücudu bir makine gibi düzenli ve sabit bir döner hareket üretmez, bu nedenle doğru tork ve RPM kavramları doğrudan uygulanamaz.

Bir Koşucunun Gücünü Hesaplamak

İnsanların ürettiği mekanik güç (güç = kuvvet x hız) watt cinsinden hesaplanır. Eğer koşucunun mekanik gücünü beygir gücüne çevirmek isterseniz:

1 HP = 745.7 W şeklinde bir dönüşüm yapılabilir.
Örneğin, bir koşucu hızlı bir koşuda 250 watt güç üretiyorsa:
O zaman bu koşucunun ürettiği güç =250/745.7  ​≈ 0.34 HP olarak hesaplanabilir.
Normal bir koşucu jogging ile orta süratli bir koşuda 50-150 watt güç üretebilir vücut ağırlığı, koşu verimliliği, yani adım uzunluğu, dakikada adım sayısı, posture, basış şekli, kol hareketi belki de son teknoloji ayakkabılar, hava şartları vb ve hız gibi faktörlere bağlı olarak.

İnsanlar için sağlık açısından asıl soru şu: Günde on bin adım yürüyüş mü, maraton mu, yoksa son yıllarda önemi anlaşılan HIIT gibi yüksek yoğunluklu, kısa süreli patlamalar mı tercih edilmeli? Elit koşucular ve bu işi profesyonel olarak yapanlar için durum baştan bellidir. Usain Bolt 100 metre için, Eliud Kipchoge ise adeta maraton için yaratılmış gibidir.

“Biz sağlık için koşanlar açısından bu kadar teknik bilgiye ihtiyaç var mı?” sorusuna şöyle yanıt verebiliriz: Her gün yaptığımız bir aktivite hakkında biraz bilgi sahibi olmak, elit düzeyde iddialı olmasak bile, bize büyük fayda sağlar. Sağlık konusuna dönecek olursak, maalesef tek bir yöntemle yetinmek yeterli olmuyor. Dayanıklılığı artırmak için uzun mesafeli koşular, patlayıcı güç ve sürat geliştirmek için ise yüksek yoğunluklu interval antrenmanları (HIIT) gibi farklı türdeki koşulara haftalık programda yer vermek, sağlığımıza daha kapsamlı katkılar sağlayacaktır.

Eskişehir 24 Ekim 2024