हम विज्ञान की पाठ्यपुस्तकों को निकालकर महान पहिया बहस को विराम देते हैं।
बाजार में पहियों की एक चौंका देने वाली श्रृंखला है, जिनमें से अधिकांश आपको तेज और अधिक कुशल बनाने का दावा करती हैं। बहुत से लोग इस बारे में बड़ी बात करते हैं कि वे कितने प्रकाश हैं, लेकिन शायद ही कभी वे समझाते हैं कि पहिया पर अधिकांश द्रव्यमान कहाँ स्थित है: हब या रिम?
हमें सोचने पर मजबूर कर दिया। यदि आपके पास एक ही समग्र वजन और डिजाइन के दो पहिये थे, लेकिन एक का हब पर अधिक वजन था और दूसरे का रिम पर अधिक वजन था, जो आपको औसत सवारी के दौरान तेज कर देगा? भौतिकी की पुरानी पाठ्यपुस्तकों को फिर से निकालने का समय आ गया है।
आइए जड़ता से शुरू करते हैं। जड़ता का क्षण इस सिद्धांत पर काम करता है कि घूर्णन के केंद्र से दूर द्रव्यमान को घूर्णन के केंद्र के करीब द्रव्यमान की तुलना में घूमना कठिन होता है।साइकिल चलाने में, निश्चित रूप से, पूर्व का अर्थ है रिम, बाद वाला हब। न्यूटन की गति का दूसरा नियम, जब घूमने वाली वस्तुओं से संबंधित है, कहता है α=t/i जहां α घूर्णी त्वरण है, t शुद्ध टोक़ है और i जड़ता का क्षण है। दूसरे शब्दों में, जड़त्व जितना अधिक होगा, उसी बलाघूर्ण के लिए त्वरण उतना ही धीमा होगा।
एबरिस्टविथ विश्वविद्यालय के खेल और व्यायाम वैज्ञानिक मार्को अर्केस्टियन, जड़ता को समझने का एक और तरीका प्रदान करते हैं: 'एक फिगर स्केटर को अपनी बाहों के साथ मौके पर घूमते हुए देखें। वे शरीर के मध्य-बिंदु के चारों ओर घूमते हैं - वह भाग जो स्थिर है। यह उनके घूमने का केंद्र है। अपने हाथों को अपने शरीर में टिकाकर वे घूमने की गति बढ़ा देंगे। वे जो कर रहे हैं वह उस द्रव्यमान को कम कर रहा है जो घूर्णन के केंद्र से सबसे दूर है, जो जड़ता को कम करता है। जैसे-जैसे निकाय में ऊर्जा स्थिर होती है, वैसे-वैसे उनका कोणीय वेग बढ़ता है।'
संक्षेप में, ऐसा लगता है कि रिम पर कम वजन तेज त्वरण के बराबर होता है क्योंकि इसे किसी भी गति तक पहुंचने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।आप इसका लाभ तब देख सकते हैं जब फिलिप गिल्बर्ट जैसा एक पंचर एक छोटी चढ़ाई चढ़ता है - एक ऐसा परिदृश्य जिसे सड़क पर सत्यापित किया गया है। माविक के उत्पाद प्रबंधक, मैक्सिम ब्रूनंद ने एक प्रयोग किया जहां उन्होंने पहियों के दो सेटों में 50 ग्राम जोड़ा - एक सेट पर रिम पर, दूसरे पर हब पर - और 10% ग्रेडिएंट पर 500 वाट तक की सवार शक्ति थी और देखें उन्हें 20kmh तक पहुँचने में कितना समय लगा। वे कहते हैं, 'अतिरिक्त रिम वजन वाले पहिये को 20 किमी प्रति घंटे तक पहुंचने में पांच गुना अधिक समय लगा, जब फ्लैट पर उसी रिम का इस्तेमाल किया गया था,' वे कहते हैं। 'हब में जोड़े गए वजन के साथ पहियों का उपयोग करते हुए, इसे अपनी समकक्ष क्षैतिज गति तक पहुंचने में केवल चार गुना समय लगा। अनिवार्य रूप से, पहाड़ियों पर, जड़ता अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है।' फ्रांसीसी टीम ने यह भी देखा कि रिम पर अतिरिक्त भार वाले पहियों का उपयोग करके फ्लैट पर 'गति बनाए रखना आसान था'।
चक्का प्रभाव
यह हमें चक्का प्रभाव में लाता है। क्या एक भारी रिम एक बार गति तक सवार के लिए गति ले सकता है, जैसे एक लोकोमोटिव व्हील भाप इंजन के लिए गति रखता है? ओन्ड्रेज सोसेनका ने 2005 में 49.7 किमी की दूरी तय करते हुए घंटे का रिकॉर्ड तोड़ा। चेक राइडर पेशेवर रूप से दौड़ लगाने वाले सबसे बड़े सवारों में से एक था, जिसने 90 किग्रा का पैमाना और दो मीटर लंबा माप लिया। सोसेनका ने तर्क दिया कि उनकी रिकॉर्ड तोड़ने वाली बाइक का वजन 9.8 किलोग्राम था, जिसमें 3.2 किलोग्राम का पिछला पहिया भी शामिल था - इसका कारण यह था कि जहां एक भारी पहिया अधिकतम गति तक पहुंचने में अधिक समय लेता था, वहां एक बार वहां रखना आसान होता था। दूसरी तरफ, एडी मर्कक्स ट्रैक पर दौड़ते समय अपनी पूरी बाइक को जितना संभव हो उतना हल्का रखने के लिए बड़ी पीड़ा में चले गए।
तो कौन सही है? रेनॉल्ड्स व्हील्स में इनोवेशन के निदेशक पॉल ल्यू कहते हैं, 'कुछ मामलों में रिम पर थोड़ा भारी पहिया तेज समय में परिणाम दे सकता है, जैसे कि एक फ्लैट कोर्स पर। 'इससे एक साइकिल चालक को भी फायदा हो सकता है जो अपनी अधिकांश ऊर्जा पेडल डाउनस्ट्रोक पर लगाता है।भारी पहिया पहिए के संवेग को डाउनस्ट्रोक तक ले जाकर ताल के पीछे और ऊपर के हिस्से में लापता बल को भरने में मदद कर सकता है।'
तो क्या जून में ऑवर रिकॉर्ड का प्रयास करते समय सर ब्रैड ने अपने रिम को लीड से लोड करना उचित है? और सड़क पर सामान्य सवारियों के बारे में क्या? ल्यू कहते हैं, 'हालांकि यह सच है कि थोड़ा भारी पहिया पूरी तरह से फ्लैट कोर्स पर तेज समय में परिणाम दे सकता है, यह अपवाद है, नियम नहीं।' अधिकांश सड़क सवारी पर अतिरिक्त वजन लाभ के बजाय एक बाधा साबित होगा: 'आखिरकार, गति को बढ़ावा देने के लिए फ्लाईव्हील प्रभाव बनाने के उद्देश्य से उपयोग किए जाने वाले पहिये द्वारा उत्पन्न गति साइकिल चालक के लिए एक कीमत पर आती है। साइकिल चालक को प्रयास की लागत से कम लाभ और लाभ का एहसास होगा। लागत लाभ से अधिक नहीं होगी।'
छोटे पहियों के बारे में क्या?
ऐसा लगता है कि भारी रिम्स का चक्का प्रभाव बहुत विशिष्ट परिस्थितियों में ही लाभांश का भुगतान करता है, जबकि रिम्स के वजन को कम करने से चढ़ाई या तेज होने पर वास्तविक लाभ हो सकते हैं।और क्योंकि जड़ता बढ़ जाती है और द्रव्यमान हब से दूर हो जाता है, क्या हम सभी के लिए सामान्य 700c के बजाय छोटे 650c पहियों का उपयोग करने का तर्क है? यह 1990 के दशक के मध्य में ट्रायथलॉन में देखा जाने वाला एक चलन था और अनुसंधान ने ऐसे पहिये का उपयोग करके 8% वजन-बचत दिखाया है।
'मुझे लगता है कि आराम सहित कई कारकों द्वारा किसी भी लाभ को नकार दिया जाता है,' अर्केस्टीजन कहते हैं। 'सड़क से शोर छोटे त्रिज्या के कारण अधिक तीव्र है।' एक 650c पहिया को भी 700c (लगभग 475 की तुलना में 510 चक्कर प्रति किलोमीटर) से अधिक घूमना पड़ता है, जिसका अर्थ है अधिक घर्षण। Arkesteijn जारी है, 'एक बड़ा सवार महसूस करेगा कि उनके अतिरिक्त वजन के कारण और भी अधिक तीव्रता से गूंजता है। इसमें से कोई भी ध्यान में नहीं रखता है, निश्चित रूप से वायुगतिकी है। एक भारी रिम लाभ प्रदान कर सकता है यदि उस वजन का उपयोग हवा के माध्यम से तराशने के लिए बेहतर आकार बनाने के लिए किया जाता है। स्ट्राडा हैंडबिल्ट व्हील्स के जोनाथन डे कहते हैं, 'यदि आप एक बड़ी इकाई हैं और एक पहाड़ी पर अपनी गति पकड़ सकते हैं, तो एक भारी रिम आपके लिए नुकसान से कम नहीं है क्योंकि आप अधिक वायुगतिकीय प्रभाव का आनंद लेंगे।'हालांकि, यदि आप 62 किग्रा पतले हैं और आप चढ़ाई में उत्कृष्ट हैं, तो आप पहाड़ी पर अपनी गति को अधिकतम करने के लिए रिम पर कुछ प्रकाश चाहते हैं।'
आखिरकार, अधिकांश लोगों के पास हर प्रकार की सवारी और सड़क की स्थिति के अनुरूप चुनने के लिए पहियों की एक श्रृंखला नहीं होती है। इसलिए, बहुत विशिष्ट परिस्थितियों और सही परिस्थितियों को छोड़कर, हल्के रिम्स आमतौर पर आपकी गति और आनंद को अधिकतम करने के लिए बेहतर होते हैं। और फेफड़े फटने वाले दर्द और पसीने की धाराओं के बावजूद, साइकिल चलाना यही है।
