BİYOMEKANİK · HAFTA 13

Bisiklet, Yüzme ve
Su Sporları

Sabit hızda güç nereye gider? Havaya, yola, yokuşa ve suya.
Prof. Dr. İzzet İNCE
Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi · Spor Bilimleri Fakültesi
Antrenörlük Eğitimi Bölümü · 2026–2027
Bugün

Dersin Yol Haritası

Sele yüksekliğinin birkaç santimetresinden başlıyoruz; bisiklette gücün hava, yuvarlanma ve eğime nasıl paylaştığını, kadansı, sele ayarını, yüzmede kulaç ve duruşu görüp bisiklet gücünü canlı hesaplıyoruz.
01

Güç = direnç × hız

02

Canlı: düz ve yokuş

03

Kadans ve tork

04

Sele yüksekliği

05

Yüzmede hız

06

Suda duruş

Bugünün sonunda bir parkurda gücün nereye gittiğini hesaplayıp önceliği söyleyebileceksiniz.
Önce Temel · Diz Açısı ve Sele

Sele Yüksekliği, Bir Sandalyenin Yüksekliği Gibidir

Sandalye çok alçaksa dizler sıkışır, çok yüksekse ayak yere zor değer. Bisiklet selesi de bunun pedal çevirirken tekrarlanan hâlidir: her turda diz bir kez bükülür, bir kez açılır.
Sele yüksekliği

Seleden pedala uzaklık

Selenin üstü ile pedal ekseni arasındaki mesafe. Pedal en alttayken bacağın ne kadar uzayacağını bu belirler.

Diz açısı

Bacak düzken 0°

Bacak tam düzken 0°, diz büküldükçe açı artar. Pedal en alttayken 25–30°, dizin hafif bükülü olduğu, kilitlenmediği anlamına gelir.

Statik ve dinamik

Dururken mi, çevirirken mi?

Statik ölçüm bisiklet sabitken alınır. Dinamik ölçüm sporcu pedal çevirirken videodan alınır; kanıtın güçlü bulduğu budur.

Yüzde kaç santimetre?

Ali: bacak iç boyu 80 cm

%5 değişiklik = 80 × 0,05 = 4 cm. %4 ise 3,2 cm eder. Yani “küçük etki” denen değişiklik 3 cm civarındadır.

Kinematik hareketin kendisini (açı, hız), moment ise eklemi döndürmeye çalışan etkiyi anlatır.
Bu Haftanın Dünyası · Bisiklet Ayarı

Sele Yüksekliği: Birkaç Santimetrenin Dize Etkisi

Bini, Hume ve Croft (2011) 62 kaynağı derledi: sele yüksekliğindeki %5'lik bir değişiklik, çalışmaların çoğunda diz kinematiğini %35, diz momentlerini %16 değiştiriyordu. Bisikletçilerde aşırı kullanıma bağlı diz ağrısı sıklığı %50 olarak aktarılıyor.

Görünen

Bacak iç boyunu bir katsayıyla çarpan hızlı formüller.

Görünmeyen

Derlemeye göre yöntemler çeşitli ve iyi yerleşmiş değil; çalışmalar küçük örneklemli ve çoğunlukla az deneyimli bisikletçilerle yapılmış.

Bu haftanın sorusu

Bisiklet ve yüzmede sporcunun gücü nereye gider, nasıl daha iyi kullanılır?

Araştırma ne diyor? · 2022

Sele Yüksekliği: Formül mü, Diz Açısı mı?

Bini ve Priego-Quesada (2022) sele yüksekliği yöntemlerini ve etkilerini inceleyen 41 çalışmayı sistematik olarak derledi (29.398 kayıttan).
Güçlü kanıt

Dinamik diz açısı

Sele, pedal çevirirken ölçülen diz açısıyla ayarlanmalı.

Küçük etki

Bacak boyunun < %4'ü

Bu kadar değişiklik bacak yükünü önemsiz-az değiştiriyor; oksijen tüketimi ve verimi etkilemiyor.

Sınırlı

Sakatlık riski

Sele yüksekliğinin sakatlığa etkisine dair kanıt az.

Tek formül yerine sporcuyu bisikletin üstünde ölçmek; küçük farklar için de telaş etmemek.
Görsel · Derlemenin Süzgeci

29.398 Kayıttan 41 Çalışma, Beş Sonuç

29.398taranan kayıt66tam metin incelenen41derlemeye alınanGüçlüSele, pedal çevirirken ölçülen diz açısıyla ayarlanmalıGüçlüSele yüksekliği eklem hareketlerini değiştirirOrtaBacak boyunun %4'ünden küçük değişiklik yükü az değiştirirOrtaOksijen tüketimi ve verim etkilenmezSınırlıSakatlık riski ve maksimal performans
Bini ve Priego-Quesada (2022), J Sports Sci: sistematik derleme; kanıt düzeyleri özetteki ifadelerle.
Ne anlama geliyor?Güçlü kanıt yalnız iki konuda var: seleyi pedal çevirirken ölçülen diz açısıyla ayarlamak ve sele yüksekliğinin hareketi değiştirmesi. Sakatlık riski hakkında söylenenlerin çoğu henüz kanıta dayanmıyor.
Geri Getirme · 5 Dakika

Önceki Haftalardan Ne Kaldı?

Notlara bakmadan cevapları bir kâğıda yazın, sonra açın. Hatırlamaya çalışmak, yeniden okumaktan daha kalıcı öğrenme sağlar (Roediger ve Karpicke, 2006).
Hafta 10

Sürüklemeye karşı güç hızla nasıl artar?

Cevabı göster

v³ ile: hız 2 kat, güç 8 kat.

Hafta 5

90 dev/dk kaç rad/s'dir?

Cevabı göster

90 × 2π ÷ 60 ≈ 9,42 rad/s.

Hafta 12

Koşuda hız hangi iki değişkenin çarpımı?

Cevabı göster

Adım uzunluğu × adım sıklığı.

Önce Temel · Güç, Watt ve Sabit Hız

Bisiklet Sürmek: Her Saniye Dirence Karşı İtmek

Bisikletçi hızlanmıyorsa itişi, yoldan ve havadan gelen direnç toplamına eşittir. Bu itişi hızla çarpınca güç çıkar; güç, kuvvetin ne kadar hızlı iş yaptığıdır.
Kuvvet · N (newton)

İtme ya da çekme

1 N, elinizde tuttuğunuz yaklaşık 100 g’lık bir çikolata tabletinin ağırlığıdır. Dirençler newton cinsinden yazılır.

Güç · W (watt)

Saniyede yapılan iş

1 W, 1 N’luk kuvveti 1 m/s hızla uygulamaktır. Kuvvet ve hız büyüdükçe güç büyür.

km/h ve m/s

3,6’ya böl

36 km/h ÷ 3,6 = 10 m/s. Bu derste 35 km/h ≈ 9,72 m/s olarak kullanılır. Güç hesabında hız hep m/s olmalıdır.

Tarif · Ali

Üç adımda güç

1) Toplam direnci newton olarak yaz: 20 N. 2) Hızı m/s yap: 36 km/h = 10 m/s. 3) Çarp: 20 × 10 = 200 W.

Güç = toplam direnç × hız. Hız 2 katına çıkarsa hava direnci 4 kat, hava için gereken güç 8 kat olur.
Önce Temel · Tork ve Açısal Hız

Pedal Çevirmek: Kol Uzunluğu Kadar Kuvvet, Devir Kadar Hız

Somun anahtarını uzun yerinden tutarsanız aynı kuvvetle somunu daha kolay döndürürsünüz. Pedal kolu da bir anahtar gibidir: ayağın bastığı kuvvet kol uzunluğuyla çarpılınca tork olur.
Tork · N·m

Kuvvet × kol uzunluğu

Fatma pedala 100 N ile basar, kol 0,2 m (yuvarlak sayı) ise tork 100 × 0,2 = 20 N·m olur.

Kadans

Dakikadaki devir

Pedalın dakikada attığı tam tur sayısı (dev/dk). 90 dev/dk, saniyede 1,5 tur demektir.

Açısal hız · rad/s

Dönmenin hızı

Bir tam tur 2π ≈ 6,28 rad’dır. Kadans × 2π ÷ 60: 60 dev/dk = 6,28 rad/s, 90 dev/dk = 9,42 rad/s.

Tarif · 250 W, 90 dev/dk

Torku bulmak

1) Kadansı rad/s yap: 9,42. 2) Gücü ona böl: 250 ÷ 9,42. 3) Sonuç ≈ 26,5 N·m.

Aynı güçte kadans düşerse açısal hız düşer, bu yüzden tork artar.
Önce Temel · Dört Kelime

Yuvarlanma Direnci, Eğim Kuvveti, Kadans, Kulaç Başına Mesafe

Bu hafta yeni bir yasa yok; önceki haftaların araçlarını iki sporun güç hesabına uyguluyoruz.

Yuvarlanma direnci

Lastik ile yol arasındaki direnç: Fr = Crr · m · g. Crr, lastiğin ağırlığın ne kadarını geri çektiğini gösteren oran: 0,005, ağırlığın binde beşi demektir (80 kg'da ≈ 3,9 N).

Eğim kuvveti

Yokuşta ağırlığın geri çeken bileşeni: m · g · sin θ (Hafta 2). θ (teta) yokuşun açısıdır; %5'lik yokuşta 80 kg'lık bisikletçiyi ≈ 39 N geri çeker.

Kadans

Dakikadaki pedal devri. Güç = tork × açısal hız. Örnek: yol bisikletçisi düzde çoğunlukla 90 dev/dk civarında, yani saniyede 1,5 tur çevirir (bu haftanın örneği).

Kulaç başına mesafe

Bir kulaç döngüsünde alınan yol. Yüzmede hız = kulaç sıklığı × kulaç başına mesafe. Örnek: dakikada 45 döngüyle 1,8 m/s yüzen serbest stilci her döngüde 2,4 m ilerler.

Hafta 13 · Öğrenme Çıktıları

Bu Hafta Sonunda Yapabilmeniz Gerekenler

Her çıktı, haftanın sonundaki uygulama görevinde ölçülür.
  • Bisikletçinin gücünü hava, yuvarlanma ve eğim bileşenlerine ayırmak.
  • Aynı güçte kadans değişince pedal torkunun nasıl değiştiğini hesaplamak.
  • Sele yüksekliği yöntemlerinin kanıt düzeyini eleştirel değerlendirmek.
  • Yüzmede hızı kulaç sıklığı ve kulaç başına mesafeye ayırmak.
  • Yüzme stilleri arasındaki hız dalgalanmasını momentum ile yorumlamak.
KISIM 01

Bisiklet

Güç denklemi, düz ve yokuş, kadans.

Önce Temel · Hava, Lastik ve Yokuş

Üç Direnci Sayıyla Görmek

Bisikletçiye karşı üç şey koyar: rüzgâr, lastiğin yola sürtünmesi ve yokuş. Her birinin ne kadar newton çektiğini tek tek yazıp toplarsanız gerekli güce ulaşırsınız.
Hava · ρ ve CDA

Rüzgâr tutan yüzey

ρ, havanın yoğunluğudur (deniz seviyesinde ≈ 1,2 kg/m³). CDA, şeklin ne kadar rüzgâr tuttuğudur. Ali, 10 m/s, CDA = 0,35: ½ × 1,2 × 10² × 0,35 = 21 N.

Yuvarlanma · Crr

Lastiğin yola sürtünmesi

Crr = 0,005 ve toplam kütle 80 kg ise 0,005 × 80 × 9,81 ≈ 3,9 N. Hızdan bağımsızdır.

Eğim · sin θ

Yokuşun geri çekişi

%5 eğim, 100 m’de 5 m yükselmektir; sin θ ≈ 0,05. 80 × 9,81 × 0,05 ≈ 39,2 N.

Toplam ve güç

Düz yol, 10 m/s

21 + 3,9 ≈ 24,9 N. Güç: 24,9 × 10 ≈ 249 W. Yokuşta 39,2 N daha eklenir.

Hava direnci hızın karesiyle büyür (v²); yuvarlanma ve eğim kuvveti ise hıza bağlı değildir.
Bölüm 1 · Bisiklet

Sabit Hızda Güç = Direnç Kuvvetleri × Hız

Sabit hızda net kuvvet sıfırdır (Hafta 1): bisikletçinin itişi, dirençlerin toplamına eşittir. Güç, bu toplam kuvvet ile hızın çarpımıdır (Hafta 7).
DirençFormülNeye bağlı?
Hava½ · ρ · v² · CDAHızın karesi, duruş, kıyafet (Hafta 10)
YuvarlanmaCrr · m · gLastik, basınç, yol yüzeyi, toplam kütle
Eğimm · g · sin θYokuşun dikliği, toplam kütle

Semboller

CDA: sürükleme katsayısı × ön alan (m²), ikisi birlikte ölçülür. Crr: yuvarlanma katsayısı (birimsiz). θ: yokuşun açısı; %5 eğim, 100 m'de 5 m yükselmek demektir: θ = atan(0,05).

Görsel · Düz Yolda Güç Eğrisi

35 km/h'te 231 W: Neredeyse Hepsi Havaya

010020030040050060002468101214hız (m/s)güç (W)35 km/h: 231 W (havaya 193 W)hava direnciyuvarlanma direnci
Hesap: P = (½ ρ v² C_D·A + C_rr m g) · v; 80 kg, C_D·A = 0,35 m², C_rr = 0,005, ρ = 1,2 kg/m³ (öğretim amaçlı).
Ne anlama geliyor?Yuvarlanma direnci hızla doğrusal, hava direnci küpüyle artar. 35 km/h'te 231 W'ın %83'i havaya gider; düzde yatırımın yeri aerodinamiktir.
Formülü Parçalayalım · Güç = Dirençler × Hız

Üç Direnç Ayrı Ayrı: Her Biri Kaç Newton?

Sabit hızdaki bisikletçiyi üç ayrı kuvvet geri çeker. Her biri ayrı hesaplanır, toplanır ve hızla çarpılır. Örnek: bisikletçi + bisiklet 80 kg, 35 km/h = 9,72 m/s, CD·A = 0,35 m², Crr = 0,005.
1 · Hava

½ · ρ · v² · CD·A

ρ (ro), havanın yoğunluğu: 1,2 kg/m³. 0,5 × 1,2 × 9,72 × 9,72 × 0,35 ≈ 19,8 N. Hızın karesine bağlıdır: hız iki katı, kuvvet dört katı (H10).

2 · Yuvarlanma

Crr · m · g

Crr lastiğin "fren payı"dır: burada ağırlığın binde beşi. Ağırlık 80 × 9,81 ≈ 785 N; 785 × 0,005 ≈ 3,9 N. Hıza bağlı değildir; kütle, lastik ve yol yüzeyi belirler.

3 · Eğim

m · g · sin θ

θ (teta) yokuşun açısıdır. %5 eğim, 100 m'de 5 m yükselmek demektir; ağırlığın yaklaşık %5'i geri çeker: 785 × 0,05 ≈ 39 N. Düz yolda sıfırdır.

Toplam ve güç (düz yol)

19,8 + 3,9 = 23,7 N toplam direnç. Güç = 23,7 N × 9,72 m/s ≈ 231 W. Bunun 19,8 × 9,72 ≈ 193 W'ı, yani %83'ü havaya gider.

Akılda kalsın: bisiklette güç hesabı, üç ayrı geri çeken kuvvetin toplanıp hızla çarpılmasıdır. Düzde en büyük kalem hava, yokuşta yer çekimidir.
Bölüm 1 · Adım Adım

Düzde Hava, Yokuşta Yer çekimi

Bisikletçi + bisiklet 80 kg, CDA = 0,35 m², Crr = 0,005, ρ = 1,2 kg/m³. Düz yolda 35 km/h ile %5 yokuşta 5 m/s'yi karşılaştıralım. (Öğretim amaçlı.)
Güç bileşenleri (W)
Düz yol, 35 km/h hava 193 W yuvarlanma 38 231 W %5 yokuş, 5 m/s eğim 196 W hava 26 yuvarlanma 20 242 W Düzde gücün ≈ %83'ü havaya, yokuşta ≈ %81'i eğime gider. Adım adım (düz) v = 35 ÷ 3,6 ≈ 9,72 m/s Fhava = 0,6 × 9,72² × 0,35 ≈ 19,8 N Fr = 0,005 × 80 × 9,81 ≈ 3,9 N P = (19,8 + 3,9) × 9,72 ≈ 231 W Yokuş: Feğim = 80 × 9,81 × sin(atan 0,05) ≈ 39,2 N
Görsel · Aynı Güç, Farklı Yol

250 W: Düzde 36, %10 Yokuşta 11 km/h

010203040%0%2%4%6%8%10yokuş eğimi (%)hız (km/h)36,0 km/h18,5 km/h10,7 km/h250 W nereye gidiyor?havaeğim%0 eğim%84%0%5 eğim%11%81%10 eğim%2%93
Hesap: P = (½ ρ v² C_D·A + C_rr m g cos θ + m g sin θ) · v denkleminden hız bulundu; aynı model değerleri.
Ne anlama geliyor?Aynı 250 W düzde yaklaşık 36 km/h, %10 yokuşta 11 km/h hız verir. Düzde gücün %84'i havaya, %10 yokuşta %93'i yer çekimine gider: hafif bisiklet yokuşta, aero kask düzde kazandırır.
Hızlı yoklama · 1 dakika

Yokuşta Güç Nereye Gider?

80 kg, %5 yokuş, 5 m/s (18 km/h). Toplam ≈ 242 W. Eğime ne kadar gider?

DOĞRU CEVAP: B

m · g · sin θ · v ≈ 80 × 9,81 × 0,05 × 5 ≈ 196 W, yani ≈ %81. Havaya yalnız ≈ 26 W (%11).

Performans Merkezi · Canlı

Düz Yol mu, Yokuş mu?

1

Düz yol, 35 km/h: toplam 231 W; havaya 193 W (%83).

2

"%5 yokuş, 18 km/h": toplam 242 W; eğime 196 W (%81).

3

Kütleyi 75 kg yapın: yokuşta mı düzde mi daha çok kazanırsınız?

4

Kadansı 60 yapın: 90'da ≈ 24,5 N·m olan pedal torku ne oldu? (Bu araçtaki güç düz yolun 231 W'ıdır; derste kullanılan 26,5 N·m ise 250 W içindir.)

Bisiklette Güç: Hava, Yuvarlanma, EğimYeni sekmede aç ↗
Formülü Parçalayalım · Aynı Formül, Farklı Parkurlar

Aero Duruş mu, Hafif Bisiklet mi? Parkur Karar Verir

Her satırda üç direnç ayrı hesaplanır, toplanır ve hızla çarpılır. Model değerleri önceki slaytlarla aynıdır (öğretim amaçlı); yalnız bir şey değiştirilir.
DurumHavaYuvarlanmaEğimGüçNe anlama geliyor?
Düz, 35 km/h, 80 kg19,8 N3,9 N0231 WGücün %83'ü havaya gider.
Düz, aero duruş (CD·A 0,30)17,0 N3,9 N0204 W≈ 28 W tasarruf: aynı güçle daha hızlı gidilir.
Düz, 3 kg hafif bisiklet (77 kg)19,8 N3,8 N0230 WYalnız ≈ 1 W tasarruf.
%5 yokuş, 18 km/h, 80 kg5,3 N3,9 N39,2 N242 WGücün %81'i yer çekimine gider.
%5 yokuş, aero duruş4,5 N3,9 N39,2 N238 WYalnız ≈ 4 W tasarruf.
%5 yokuş, 3 kg hafif bisiklet5,3 N3,8 N37,7 N234 W≈ 8 W tasarruf: yokuşta kütle önemlidir.
Akılda kalsın: aynı yatırım parkura göre farklı kazandırır. Düz parkurda duruş, dik tırmanışta kütle belirleyicidir.
Bölüm 1 · Kadans

Aynı Güç, Farklı Kadans: P = τ · ω

Dönme hareketinde güç, tork ile açısal hızın çarpımıdır. Kadans düşerse aynı gücü üretmek için pedala daha büyük tork uygulamak gerekir.
GüçKadansω = kadans × 2π ÷ 60Ortalama pedal torku τ = P ÷ ω
250 W90 dev/dk≈ 9,42 rad/s≈ 26,5 N·m
250 W60 dev/dk≈ 6,28 rad/s≈ 39,8 N·m

Ne anlama geliyor?

90 dev/dk'da 172,5 mm'lik pedal kolunda ortalama teğet kuvvet ≈ 26,5 ÷ 0,1725 ≈ 154 N. Teğet kuvvet, ayağın pedal koluna dik yönde bastığı, pedalı döndüren kuvvet payıdır. Düşük kadans daha büyük kas kuvveti, yüksek kadans daha hızlı kas kısalması ister (Hafta 7, kuvvet-hız).

Görsel · Tork-Kadans Eğrisi

Kadans Üçte Bir Düşünce Tork Yarı Yarıya Artar

010203040505060708090100110120kadans (dev/dk)ortalama pedal torku (N·m)60 dev/dk → 39,8 N·m90 dev/dk → 26,5 N·m172,5 mm kolda teğet kuvvet90 dev/dk: 154 N60 dev/dk: 231 NP = τ · ω, 250 W sabit
Hesap: τ = P ÷ ω, ω = kadans × 2π ÷ 60; teğet kuvvet = τ ÷ 0,1725 m (ortalama, öğretim amaçlı).
Ne anlama geliyor?Aynı gücü düşük kadansla üretmek pedala daha büyük kuvvet ister: 90'dan 60 dev/dk'ya inince ortalama kuvvet yaklaşık 154'ten 231 N'a çıkar. Yokuşta vites küçültmenin amacı bu kuvveti kasın taşıyabileceği düzeyde tutmaktır.
Hızlı yoklama · 1 dakika

Kadans Düşünce?

Aynı 250 W, kadans 90'dan 60 dev/dk'ya iniyor. Ortalama pedal torku?

DOĞRU CEVAP: D

P = τ · ω: ω 9,42'den 6,28 rad/s'ye iner, τ = 250 ÷ 6,28 ≈ 39,8 N·m. Düşük kadans daha büyük kas kuvveti ister.

Formülü Parçalayalım · P = τ · ω

Tork × Açısal Hız, Pedal Ucunda Kuvvet × Hızdır

τ (tau) tork, ω (omega) açısal hızdır. Pedal ucuna bakıldığında bu formül H07'deki güç = kuvvet × hız formülüne döner. Örnek: 250 W, pedal kolu 0,1725 m, 90 dev/dk.

Beş adımda pedal

1) Saniyede kaç tur? 90 ÷ 60 = 1,5 tur.

2) Bir turda pedal ucu kaç metre yol alır? Çemberin çevresi: 2 × π × 0,1725 ≈ 1,08 m.

3) Pedal ucunun hızı: 1,5 × 1,08 ≈ 1,63 m/s.

4) Güç = kuvvet × hız, öyleyse kuvvet = 250 ÷ 1,63 ≈ 154 N.

5) Tork = kuvvet × kol = 154 × 0,1725 ≈ 26,5 N·m. Aynı sonuç 250 ÷ 9,42 (P ÷ ω) ile de bulunur.

Sahada karşılığı: güç ölçerli bisiklet, pedal kolundaki torku ve kadansı ölçüp bu çarpmayı saniyede birçok kez yapar; ekrandaki watt bu iki sayının çarpımıdır.

Aynı 250 W, üç kadans

KadansPedal hızıKuvvetTork
60 dev/dk1,08 m/s231 N39,8 N·m
90 dev/dk1,63 m/s154 N26,5 N·m
110 dev/dk1,99 m/s126 N21,7 N·m

Kuvvet, pedal turunun ortalamasıdır; değerler öğretim amaçlıdır. Yüksek kadans daha az kuvvet, ama daha hızlı kas kısalması ister (H07, kuvvet-hız).

Akılda kalsın: aynı güçte pedal yavaş dönerse ayak daha sert basmak zorundadır. Yokuşta hafif vitese geçmek kadansı korur, pedal kuvvetini kasın taşıyabileceği düzeyde tutar.
Bölüm 2 · Bisiklet Ayarı

Formül mü, Diz Açısı mı?

Sele yüksekliği için birçok yöntem var: bacak boyuna oranlı formüller (Hamley-Thomas, LeMond, topuk yöntemi gibi) ya da pedal en alttayken diz açısı. Bini ve ark. (2011) kanıtın çelişkili olduğunu belirtip diz açısı yöntemini önerdi.
Oran yöntemleri

Hızlı ama kişiye kör

Bacak iç boyunu bir katsayıyla çarpar. Ayak ve krank (pedalı eksene bağlayan kol) uzunluğu, esneklik, ayakkabı-pedal sistemi hesaba girmez.

Diz açısı yöntemi

Pedal en altta, diz 25–30° bükülü

Gonyometre (eklem açısını ölçen açıölçer) ya da videoyla ölçülür. Derlemeye göre diz yaralanma riskini ve oksijen tüketimini azaltmak için önerilir.

Kanıtın sınırı

Derlemede trokanter uzunluğunun (kalçanın dış yanındaki kemik çıkıntısından, büyük trokanterden yere kadar ölçülen bacak boyu) %4'ünden küçük değişikliklerin yaralanma riskini ya da performansı etkilemediği görüldü. Küçük örneklemler ve farklı ölçütler nedeniyle kesin bir "doğru yükseklik" yok.

Görsel · Diz Açısı Bandı

Hedef 25–30°, Eşik Birkaç Santimetre

Pedal en alttayken diz fleksiyon açısısele yüksek: bacak fazla açılır25–30°sele alçak: diz fazla bükülür0°10°20°30°40°50°Bini ve Priego-Quesada (2022): bacak boyunun %4'ünden küçük değişiklik yükü önemsiz-az değiştirirbacak boyu 75 cm%4 = 3,0 cmbacak boyu 85 cm%4 = 3,4 cmbacak boyu 95 cm%4 = 3,8 cm
Diz açısı bandı: Bini ve ark. (2011); %4 eşiği: Bini ve Priego-Quesada (2022). Santimetre karşılıkları hesap örneğidir.
Ne anlama geliyor?Seleyi formül yerine pedal çevirirken ölçülen diz açısıyla ayarlayın. 85 cm bacak boyunda 3–4 cm'lik oynama yükü pek değiştirmez; bu yüzden ince ayar, sporcunun hissi ve ağrısıyla birlikte yapılır.
Sade Dille · Bisiklet

Bisiklet Bir Bakışta

Güç, dirençler toplamı ile hızın çarpımıydı; kadans ve sele ayarı bu çerçevenin içinde okunur.
1 · Güç = dirençler × hız

Düzde hava, yokuşta yer çekimi

Düz yolda 35 km/h’te 231 W’ın 193’ü havaya gider. %5 yokuşta 5 m/s’te 242 W’ın 196’sı eğim kuvvetine gider.

2 · Kadans ve tork

Aynı güç, farklı yük

250 W’ta 90 dev/dk için tork ≈ 26,5 N·m, 60 dev/dk için ≈ 39,8 N·m. Düşük kadansta pedal kuvveti büyür.

3 · Sele ayarı

Formül değil, diz açısı

Pedal en alttayken diz 25–30° bükülü olsun. Bacak boyunun %4’ünden küçük değişikliklerin sonucu anlamlı etkilemediği görüldü.

Yabancı kelimeler

CDA: sürükleme katsayısı ile ön alanın çarpımı. Crr: yuvarlanma katsayısı. Kadans: pedalın dakikadaki devri. Tork: döndürme etkisi, kuvvet × kol. Açısal hız: dönme hızı (rad/s). Dinamik ölçüm: hareket sırasında alınan ölçüm.

KISIM 02

Yüzme

Kulaç ve suda duruş.

Önce Temel · Yüzmede Sıklık ve Mesafe

Yürüyüşteki Gibi: Hız = Adım Sıklığı × Adım Uzunluğu

Yürürken hızlanmak için ya adımı sıklaştırırsınız ya uzatırsınız. Yüzmede adımın karşılığı kulaç döngüsüdür; su ise havadan çok daha yoğun olduğu için direnci de çok daha büyüktür.
Kulaç döngüsü

Aynı kolun turu

Aynı kolun suya girip yeniden girdiği tam tur. Sıklık, dakikadaki döngü sayısıdır: 30 döngü/dk = 0,5 döngü/s.

Tarif · Veli

Mesafeyi bulmak

1) Hız: 1,5 m/s. 2) Sıklık: 30 ÷ 60 = 0,5 döngü/s. 3) Bölün: 1,5 ÷ 0,5 = 3,0 m/döngü.

Su ve hava

Yaklaşık 800 kat yoğun

Su 1000 kg/m³, hava 1,2 kg/m³. Aynı duruş bozukluğu suda çok daha büyük direnç yaratır.

Hız dalgalanması

Ortalamadan sapma

Ortalama 1,8 m/s ve dalgalanma ±%20 ise hız döngü içinde 1,44 ile 2,16 m/s arasında gider. Momentum (kütle × hız) her döngüde düşüp yeniden kazanılır.

Aynı hızı daha az döngüyle yüzen, döngü başına daha çok yol alır.
Bölüm 3 · Yüzme

Hız = Kulaç Sıklığı × Kulaç Başına Mesafe

Craig ve Pendergast (1979) dört stilde yüzücüleri tel bağlı bir düzenekle ölçtü: hız arttıkça kulaç sıklığı arttı, kulaç başına mesafe azaldı. Serbest stilde en hızlılar, yavaş sıklıkta en uzun kulaç mesafesine sahipti.
1

Verilenler

v = 1,8 m/s · 45 kulaç döngüsü/dk (öğretim amaçlı)

→
2

Sıklık

45 ÷ 60 = 0,75 döngü/s

→
3

Mesafe

1,8 ÷ 0,75 = 2,4 m/döngü

→
4

Yorum

Aynı hızı daha az kulaçla yüzen daha verimli

Serbest ve sırtüstü

Döngü içinde hız dalgalanması ± %15–20.

Kelebek ve kurbağalama

Hız dalgalanması %45–50'ye kadar: her döngüde vücut yeniden hızlandırılır (Hafta 6, impuls).

Görsel · Suda Eş Hız Eğrileri

Aynı Hıza Az Kulaçla Gitmek Verimdir

1,01,52,02,53,03,50,40,50,60,70,80,91,0kulaç sıklığı (döngü/s)kulaç başına mesafe (m)1,2 m/s1,5 m/s1,8 m/s2,1 m/sVeli: 0,5 × 3,0 = 1,5 m/sörnek: 0,75 × 2,4 = 1,8 m/shızlanınca sıklık artar,mesafe azalır
Hesap: v = kulaç sıklığı × kulaç başına mesafe; örnekler önceki slaytlardan. Sıklık-mesafe ilişkisinin yönü: Craig ve Pendergast (1979).
Ne anlama geliyor?İki yüzücü aynı eğri üzerindeyse aynı hızda yüzer; eğride sola ve yukarı yakın olan her kulaçta daha uzun yol alır. Hızlanırken sıklık artar ama mesafe düşer; iyi yüzücü bu düşüşü küçük tutar.
Formülü Parçalayalım · Aynı Formül, Farklı Sporlar

Hız = Saniyedeki Döngü × Döngü Başına Yol

Koşu, yüzme, kürek ve bisiklet aynı çarpmayla anlatılır: bir saniyede kaç döngü yapılıyor ve her döngüde kaç metre ilerleniyor? Dakikadaki sayı 60'a bölünerek saniyeye çevrilir. Değerler öğretim amaçlıdır.
SporDöngüSıklıkDöngü başına yolHızNe anlama geliyor?
Sprint koşusuAdım4,5/s (270/dk)2,12 m≈ 9,5 m/sH12'deki sprinter.
Serbest stil yüzmeKulaç döngüsü0,75/s (45/dk)2,4 m1,8 m/sAynı hıza daha uzun kulaçla gitmek, daha az döngü demektir.
KürekÇekiş0,6/s (36/dk)8,5 m5,1 m/sTekne iki çekiş arasında kayarak yol alır.
Yol bisikletiPedal turu1,5/s (90/dk)7,42 m11,1 m/s53 × 15 viteste bir pedal turu ≈ 3,53 teker turu × 2,1 m. Önde 53, arkada 15 dişli: pedal bir turda tekeri 53 ÷ 15 ≈ 3,53 tur çevirir; 3,53 × 2,1 m teker çevresi ≈ 7,42 m. Büyük vites döngü başına yolu uzatır: ≈ 40 km/h.
Akılda kalsın: döngülü her sporda hız iki düğmeyle ayarlanır. Bisiklette "döngü başına yol" düğmesi vitestir; yüzücüde ve kürekçide teknik ve kuvvettir.
Bölüm 3 · Suda Direnç

Duruş: Hiç Kuvvet Harcamadan Kazanılan Hız

Hafta 10'daki sürükleme denklemi suda da geçerlidir; ρ ≈ 1000 kg/m³ olduğu için küçük duruş değişiklikleri büyük kuvvet farkı yaratır.
Pozisyon (öğretim amaçlı)CD · A1,8 m/s'de FD = ½ · 1000 · 1,8² · CDA
Kalça düşük0,8 × 0,08 = 0,064 m²≈ 104 N
Akış çizgisi (streamline)0,5 × 0,05 = 0,025 m²≈ 40,5 N

Antrenör için

Dönüş ve çıkışlardan sonraki kayma evresinde yüzücü kuvvet üretmez; hızı yalnız duruşla korur. Kollar kulak arkasında, gövde düz, bacaklar birleşik.

Görsel · Duruşun Bedeli

Aynı Hızda Direnç Üçte Birin Biraz Üstüne İner

040801201600,51,01,52,0hız (m/s)sürükleme (N)103,7 N40,5 Nkalça düşük · C_D·A 0,064akış çizgisi · C_D·A 0,025Aynı 104 N itişle akış çizgisindehız ≈ 2,88 m/s olurdu
Hesap: F_D = ½ · 1000 · v² · C_D·A; C_D·A değerleri önceki slayttaki öğretim amaçlı değerler.
Ne anlama geliyor?1,8 m/s'de kalça düşük yüzücü 104 N, akış çizgisindeki 40,5 N direnç yener. Aynı itiş kuvvetiyle akış çizgisinde teoride yaklaşık 2,9 m/s'ye çıkardı: duruş kuvvet üretmeden hız kazandırır.
Formülü Parçalayalım · Duruşun Hıza Çevrilmesi

Aynı İtişle Neden 1,8'den 2,9 m/s'ye?

Sürükleme = ½ · 1000 · v² · CD·A. İtiş aynı kalıp CD·A küçülürse, eşitliğin korunması için v² büyümek zorundadır. Hız ise v²'nin karekökü kadar büyür.

Dört adım

1) Kalça düşük yüzücü 1,8 m/s'de 104 N direnci yeniyor; itişi de 104 N.

2) Akış çizgisinde CD·A 0,064'ten 0,025 m²'ye iner: 0,064 ÷ 0,025 ≈ 2,56 kat küçük.

3) Aynı 104 N'a ulaşmak için v² 2,56 kat büyümeli.

4) Hız, 2,56'nın karekökü kadar artar, yani kendisiyle çarpılınca 2,56 eden sayı kadar: 1,6 × 1,6 = 2,56, dolayısıyla √2,56 = 1,6. 1,8 × 1,6 ≈ 2,9 m/s.

Sporda: dönüş ve çıkıştan sonraki kaymada, kayakta yumurta duruşunda ve bisiklette eğik duruşta aynı hesap geçerlidir.

Aynı itiş, küçülen CD·A

CD·A küçülmesiHız katıHız artışı
%101,05+%5
%251,15+%15
%501,41+%41
%61 (bu örnek)1,60+%60

Hız katı = 1 ÷ √(yeni CD·A ÷ eski CD·A). Kuramsal üst sınırdır.

Akılda kalsın: duruş kuvvet üretmez, ama direnci küçülterek aynı kuvvetin daha yüksek hız taşımasını sağlar. Kazanç karekök kuralına uyar.
Sade Dille · Yüzme

Yüzme Bir Bakışta

Yüzmede hız iki parçaya ayrılır; su yoğun olduğu için duruş da hızı doğrudan belirler.
1 · Hız = sıklık × mesafe

Aynı hız, iki yol

1,8 m/s = 0,75 döngü/s × 2,4 m/döngü. Aynı hızı daha az döngüyle yüzen daha verimlidir.

2 · Hız dalgalanır

Stile göre fark

Serbest ve sırtüstüde döngü içinde ±%15–20, kelebek ve kurbağalamada %45–50’ye kadar dalgalanma olur; vücut her döngüde yeniden hızlandırılır.

3 · Duruş bedavadır

1,8 m/s’de direnç

Kalça düşükken ≈ 104 N, akış çizgisinde ≈ 40,5 N. Fark, hiç kuvvet harcamadan kazanılır.

Yabancı kelimeler

Kulaç döngüsü: aynı kolun bir turu. Akış çizgisi (streamline): suyu en az itecek düz duruş. Sürükleme: suyun harekete karşı koyduğu kuvvet. Yoğunluk (ρ): birim hacmin kütlesi. İmpuls: kuvvetin süreyle çarpımı, hızı değiştirir.

KISIM 03

Uygulama

Mitler, Performans Merkezi, görev ve tartışma.

Mit mi, Gerçek mi?

Sahada Duyacağınız Dört Cümle

Her birine güç dengesiyle cevap verin.
Mit

"Yokuşta aero duruş en büyük kazançtır."

%5 yokuşta 5 m/s'de gücün ≈ %81'i eğime gider, havaya ≈ %11. Yokuşta kütle, düzde hava belirleyicidir.

Mit

"Sele yüksekliği tek bir formülle kesin bulunur."

Bini ve ark. (2011): yöntemler çeşitli ve iyi yerleşmemiş; diz açısı yöntemi (25–30°) öneriliyor.

Kısmen

"Daha hızlı yüzmek için kulaç sayısını artır."

Hız artarken sıklık artar ama kulaç başına mesafe düşer (Craig ve Pendergast, 1979). Mesafeyi koruyarak sıklığı artırmak hedeftir.

Gerçek

"Düşük kadans dizi daha çok zorlar."

Aynı güçte kadans düşünce pedal torku, dolayısıyla kas ve eklem kuvveti artar (P = τ · ω).

Performans Merkezi'nde Uygula

Bu Haftanın Testleri ve Hesaplayıcıları

Bisiklet ve yüzmede güç ile hızın ölçümü.
Eşli uygulama · 12 dakika

Sıra Sizde: Parkur Stratejisi

İkişerli çalışın. Yarı düz, yarı %6 yokuş bir 40 km'lik parkur.
3 dk

Hesap

Araçla iki bölümde gücün paylarını bulun.

→
3 dk

Öncelik

Aero kask mı, 1 kg hafif bisiklet mi? Hangi bölümde ne kazandırır?

→
3 dk

Kadans

Yokuşta hangi vites ve kadansı önerirsiniz?

→
3 dk

Ayar

Sele yüksekliğini nasıl kontrol edersiniz?

Düzde hava, yokuşta kütle belirleyicidir.
Hafta 13 · Uygulama Görevi

Görev: Diz Açısı ile Sele Kontrolü

Gelecek derse kadar, ikili gruplar. Sabit bisiklet ya da kendi bisikletiniz, yandan video ve açı ölçen bir uygulama (ör. Kinovea, ücretsiz video analiz programı).

1. Ölçüm

  1. Kalça, diz ve ayak bileği çıkıntılarına bant işaret koyun; 90 dev/dk'da 30 s pedal çevirin, yandan kaydedin.
  2. Pedal en alttayken diz fleksiyon (bükülme) açısını 5 döngüde ölçüp ortalamasını alın.
  3. Bacak iç boyunu ölçüp bir oran yöntemiyle önerilen sele yüksekliğini de hesaplayın.

2. Hesap ve yorum

  1. Ölçtüğünüz açı 25–30° aralığında mı? İki yöntem aynı yüksekliği mi öneriyor?
  2. 250 W için 60 ve 90 dev/dk'da pedal torkunu hesaplayın.
  3. Kendi bisikletinizde bir değişiklik önerir miydiniz? Kanıtın sınırlarını da yazın.
Uygulama Görevi · Puanlama Rubriği

Görevinizi Nasıl Değerlendireceksiniz?

Her ölçüt 0–2 puan: 0 eksik, 1 gelişiyor, 2 yetkin; toplam 8. Önce kendi görevinizi, sonra bir arkadaşınızınkini puanlayın.
Ölçüt1 · Gelişiyor2 · Yetkin
Açı ölçümüTek karede ölçülmüş, işaret noktaları belirsiz.İşaretler tanımlı, 5 döngünün ortalaması alınmış.
Yöntem karşılaştırmaTek yöntem uygulanmış.Oran yöntemi ve diz açısı karşılaştırılmış, fark cm olarak yazılmış.
Kadans-torkTork hesaplanmış, ω radyana çevrilmemiş.ω rad/s, τ = P ÷ ω adım adım, iki kadans için.
Öneri"Seleyi yükselt" gibi gerekçesiz öneri.Öneri, derlemenin bulguları ve sınırlılıklarıyla gerekçelendirilmiş.

Akran değerlendirmesi

Arkadaşınızın görevine bir güçlü yön ve bir somut geliştirme önerisi yazın. Puan, önerinin gerekçesini göstermek içindir.

Tartışma · Sınıfta 15 Dakika

Pahalı Aero Kask mı, 3 kg Daha Hafif Bisiklet mi?

Bir triatlet bütçesini tek bir parçaya harcayabilir. Yarış parkurunun çoğu düz, ama bir bölümü uzun bir yokuş. (Öğretim amaçlı vaka.)
1 · Teşhis

Güç nereye gidiyor?

Düzde ve yokuşta güç bileşenlerini bu haftanın modeliyle hesaplayın.

2 · Kanıt

Model ne kadar güvenilir?

CDA ve Crr değerlerini kim, nasıl ölçtü? Üretici verisine ne kadar güvenirsiniz?

3 · Öneri

Parkura göre karar

Parkurun hangi bölümünde ne kadar süre geçiriliyor? Kararı süre ağırlıklı verin.

Satıcı

"Hafif bisiklet her zaman kazandırır."

VS

Sizin cevabınız

Güç bileşenleri ve parkur profiline dayanan iki cümle.

Kendini Sına

Soru Seti

Her soruda cevaptan sonra açıklama açılır.
Çıkış kontrolü · 2 soru

Aklınızda Ne Kaldı?

1. Düz yolda 35 km/h'de gücün büyük kısmı nereye gider?

DOĞRU CEVAP: B

≈ %83 hava direncine.

2. Bini ve Priego-Quesada (2022) sele yüksekliği için neyi öneriyor?

DOĞRU CEVAP: A

Güçlü kanıt dinamik diz açısını destekliyor.

Hafta 13 · Özet

Akılda Kalması Gerekenler

  • Sabit hızda P = (Fhava + Fyuvarlanma + Feğim) · v.
  • Düzde hava, yokuşta yer çekimi baskındır; yatırım parkura göre seçilir.
  • P = τ · ω: aynı güçte kadans düşerse pedal torku artar.
  • Sele yüksekliğinde kesin formül yok; diz açısı 25–30° önerilir (Bini ve ark., 2011).
  • Yüzmede hız = sıklık × kulaç başına mesafe; duruş kuvvetsiz kazanılan hızdır.
Görsel · Haftanın Tek Sayfası

İki Sporda Aynı Denklem

GüçP = ΣF · vhava + lastik + eğim35 km/h · 231 W%83 havayaYolDüzde havaaero kazandırırYokuşta kütle%10'da %93 eğimePedalP = τ · ω60 dev/dk: 39,8 N·mDiz 25–30°formülden önceSuv = SR × DPSaz kulaç, çok yolAkış çizgisi104 N → 40,5 NKuvvet üretmek kadar, gücü nereye harcadığını bilmek de hızdır.
Haftanın özeti; kaynaklar ilgili slaytlarda.
Ne anlama geliyor?Soldan sağa: güç nereye gider, yolun eğimi neyi değiştirir, pedal ve sele nasıl ayarlanır, suda duruş ne kazandırır?
Kaynaklar

Bu Haftanın Kaynakları

  1. Bini R, Hume PA, Croft JL. Effects of bicycle saddle height on knee injury risk and cycling performance. Sports Med. 2011;41(6):463–476.
  2. Craig AB Jr, Pendergast DR. Relationships of stroke rate, distance per stroke, and velocity in competitive swimming. Med Sci Sports. 1979;11(3):278–283.
  3. McGinnis PM. Biomechanics of Sport and Exercise (4th ed.). Champaign, IL: Human Kinetics; 2020.
  4. Hamill J, Knutzen KM, Derrick TR. Biomechanical Basis of Human Movement (4th ed.). Philadelphia: Wolters Kluwer; 2015.
  5. Roediger HL, Karpicke JD. Test-enhanced learning: taking memory tests improves long-term retention. Psychol Sci. 2006;17(3):249–255.
  6. Bini R, Priego-Quesada J. Methods to determine saddle height in cycling and implications of changes in saddle height in performance and injury risk: a systematic review. J Sports Sci. 2022;40(4):386-400.
Prof. Dr. İzzet İNCE · AYBÜ Spor Bilimleri Fakültesi · Hafta 13 — Bisiklet, Yüzme ve Su Sporları Biyomekaniği