Bei dem Thema ist es auch wichtig, die Hangabtriebskraft mit der Haftreibungskraft beider Fälle zu vergleichen:
Sitzt man auf dem Bike, muss man der Hangabtriebskraft mit Körperkraft entgegenwirken, weil das Bike mit dem Fahrer darauf stetig bergab rollen will. Das liegt daran, dass das Bike Räder hat und deshalb nicht durch seine Haftreibung an Ort und Stelle gehalten wird. Je größer die Masse von Bike UND Körper, desto höher ist die wirkende Hangabtriebskraft und desto mehr Körperkraft ist nötig. Ebenso steigt die Hangabtriebskraft mit dem Winkel der Steigung.
Steht man neben dem Bike, muss man nur der Hangabtriebskraft des Bikes (ohne Fahrer, also viel weniger Masse) mit vergleichsweise deutlich weniger Körperkraft entgegenwirken, indem man es festhält. Die Hangabtriebskraft des Körpers muss nicht durch eigene Kraft überwunden werden, da er mit den Füßen auf dem Boden genug Haftreibungskraft hat, um nicht bergab zu rutschen (bis zu einer bestimmten Steigung
). Außerdem werden hier natürlich andere Muskeln benutzt, die weniger ermüdet sind als die Beine.
Also ist es um ein vielfaches leichter, neben dem Bike zu stehen anstatt darauf zu sitzen. Oder stellt es euch so vor: Ein Trackstand (ohne Bremse) am Hang ist deutlich anstrengender als einfach nur am Hang zu stehen und das Bike festzuhalten. Dazu kommt natürlich noch, dass man auf dem Bike sitzend (oder stehend) zusätzliche Energie aufwenden muss, um das System im Gleichgewicht zu halten und nicht umzufallen.
Wenn man jetzt also mit 0 km/h auf dem Bike bergauf fährt... äh, steht, ist die benötigte Zeit zum Gipfel unendlich groß. Die aufgewandte Energie um diesen Zustand zu halten, steigt aber stetig, quasi mit jeder einzelnen Sekunde. Dieser Zustand lässt sich neben dem Bike stehend länger aushalten, weil weniger Kraft benötigt wird.
Wenn man nun mit angemessener Geschwindigkeit tatsächlich fährt, kommt man in absehbarer Zeit oben an. Je schneller man oben ist, desto weniger lang muss man gegen die Hangabtriebskraft antreten, also desto weniger Energie muss der Körper dafür aufbringen. Das lohnt sich aber nur bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit, weil leider auch mehr Energie nötig ist je schneller man fährt.
Theoretisch gibt es also tatsächlich einen Punkt, an dem das Schieben effizienter ist als das Fahren. Der hängt von vielen Faktoren ab, also von der Steigung, der Masse des Fahrers und seines Bikes, der Geschwindigkeit bergauf und natürlich der körperlichen Verfassung des Fahrers.
Am Ende gibt es noch genug andere Faktoren, die ich jetzt vernachlässigt habe, z.B. die Rollreibungskraft am Bike oder den Luftwiderstand. Und sicherlich muss man auch ein wenig Kraft aufbringen, um am Hang stehend nicht umzufallen (im Vergleich zur flachen Ebene).
