একটি প্রযুক্তিগত কোর্সের জন্য ভাল কর্নারিং দক্ষতা প্রয়োজন। কিন্তু, পদার্থবিদ্যা অনুসারে, ডেকে আঘাত করার আগে আপনি আপনার সাইকেলটি কতদূরে নিয়ে যেতে পারবেন?
আপনার বয়সী পেনি ফার্থিংয়ের দিন থেকে বিজ্ঞানীরা সাইকেলের ভারসাম্য কী করে তা নিয়ে বিভ্রান্ত হচ্ছেন। অনেক বিশেষজ্ঞ পরামর্শ দিয়েছেন যে এই ঘূর্ণন হুপগুলি সাইকেলটিকে একটি জাইরোস্কোপের মতো আচরণ করে, তবে এটি এত সহজ নয়। নটিংহাম ইউনিভার্সিটির একদল প্রকৌশলী সাইকেলের গতিকে প্রভাবিত করে এমন 25টি পৃথক ভেরিয়েবল চিহ্নিত করেছেন, উল্লেখ করেছেন, 'একটি সহজ ব্যাখ্যা সম্ভব বলে মনে হয় না কারণ লীন এবং স্টিয়ারগুলি জাইরোস্কোপিক প্রিসেশন, পার্শ্বীয় স্থল-প্রতিক্রিয়া শক্তি সহ প্রভাবের সংমিশ্রণ দ্বারা মিলিত হয়। সামনের চাকায়, স্টিয়ারিং অক্ষের পিছনে স্থল যোগাযোগ বিন্দু, মাধ্যাকর্ষণ এবং জড় প্রতিক্রিয়া…'
যা জানা যায় যে যতক্ষণ একটি বাইক প্রায় 14kmh (9mph) গতিতে চলতে থাকে, ততক্ষণ এটি একজন রাইডারের উপস্থিতি ছাড়াই সোজা থাকতে পারে। কিন্তু আবার, বিজ্ঞানীরা ব্যাখ্যা করতে পারেন না কেন।
এই প্রেক্ষাপটে, একটি বাঁকের অতিরিক্ত মাত্রা নিক্ষেপ করুন এবং আপনি টারমাকে আঘাত করার আগে কোণে থাকার সময় যে কোণটি ঝুঁকে যেতে পারেন তা গণনা করা স্পষ্টতই একটি জটিল ব্যাপার। সঠিক অবস্থায় 45° কোণ দেখা সম্ভব, কিন্তু আমরা কিভাবে সেই বিন্দুতে পৌঁছব?
‘আমরা জানি যে বাইক এবং রাইডারের মধ্যে তিনটি আসল শক্তি কাজ করে,’ বলেন রেট অ্যালেন, প্রখর সাইক্লিস্ট এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের দক্ষিণ-পূর্ব লুইসিয়ানা বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থবিদ্যার সহযোগী অধ্যাপক।
‘এখানে মহাকর্ষ বল বাইক এবং আরোহীকে নিচে ঠেলে দেয়; সেখানে রাস্তাটি ঠেলাঠেলি করছে, যাকে আমরা বলি "স্বাভাবিক" বল, এবং একটি ঘর্ষণ শক্তি বাইকটিকে বৃত্তাকার পথের কেন্দ্রের দিকে ঠেলে দিচ্ছে যা এটি এগিয়ে যাচ্ছে।'
নকল শক্তি
এছাড়াও কেন্দ্রাতিগ শক্তি আছে।'এটির একটি প্রভাব আছে কিন্তু এটি একটি জাল শক্তি,' অ্যালেন বলেছেন। অনেক পদার্থবিজ্ঞানী যুক্তি দেন যে কেন্দ্রাতিগ শক্তির অস্তিত্ব নেই এবং এটি কেবল কেন্দ্রীভূত শক্তির অভাব - একটি অভ্যন্তরীণ-টান শক্তি যা নিশ্চিত করে যে বাইকটিকে কক্ষপথে রাখার জন্য একটি উপগ্রহের উপর মধ্যাকর্ষণ টানার মতো একটি বৃত্তে চলে যায়৷
এটি F=mv2/r সমীকরণের মাধ্যমে গণনা করা হয়, যেখানে F হল কেন্দ্রমুখী বল (নিউটন), m হল বাইক এবং রাইডারের ভর (কেজি), v হল বেগ (m/s) এবং r হল মিটারে কোণার ব্যাসার্ধ।
‘একটি বাঁক চালানোর পদার্থবিদ্যা হল যে আপনি র্যাডিয়ালি ভিতরের দিকে ত্বরান্বিত করে এটি করেন, যা কেন্দ্রমুখী বলের নিচে থাকে,’ ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির প্রকৌশল বিভাগের এমেরিটাস অধ্যাপক ডেভিড উইলসন বলেছেন৷
‘বল টায়ার থেকে আসতে হবে। বাইকটিকে ঝুঁকতে হবে যাতে টায়ার থেকে প্রতিক্রিয়া এবং রেডিয়াল শক্তির সংমিশ্রণ বাইকের প্লাস রাইডারের ফলের শক্তির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হয়।’
এছাড়াও আপনি কতদূর ঝুঁকতে পারেন তার মূল বিষয় হল ঘর্ষণ সহগ, যা দুটি দেহের মধ্যে ঘর্ষণ বলের অনুপাত এবং তাদের উপর প্রয়োগ করা বলের অনুপাত - এই ক্ষেত্রে টায়ার এবং টারমাক।
অধিকাংশ শুষ্ক পদার্থের ঘর্ষণ মান 0.3 এবং 0.6 এর মধ্যে থাকে, যেখানে টারমাকের সংস্পর্শে থাকা রাবার এক থেকে দুইটির মধ্যে একটি চিত্র তৈরি করতে পারে। যখন পৃষ্ঠগুলি একে অপরের সাথে আপেক্ষিকভাবে চলতে থাকে - সাইক্লিং অনুসারে - এই চিত্রটি সামান্য হ্রাস পায়৷
বাইকটি সোজা থাকার জন্য, পার্শ্ব বল (কেন্দ্রীয়) অবশ্যই ঘর্ষণ সহগের সমান হবে এবং এই চিত্রটি আশ্চর্যজনকভাবে বড় হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, 20m ব্যাসার্ধের একটি বক্ররেখার চারপাশে 20mph বেগে 10kg বাইকে একজন 70kg রাইডার 316 নিউটনের কেন্দ্রীভূত শক্তি অনুভব করে।
এই ফোর্সটি টায়ার দ্বারা তৈরি করতে হবে, এবং যদি ফোর্সটি না থাকে তবে বাইক এবং আরোহী কেবল একটি সরল রেখায় চলবে।
কিছু চিত্তাকর্ষক ত্রিকোণমিতিক গণনা ব্যবহার করে যা একটি পুরো বইকে পূর্ণ করবে, ঘর্ষণ সহগ সর্বোচ্চ লীন কোণের স্পর্শক ফাংশনের সমান।
‘ঘর্ষণ সহগ অতিক্রম করলে চাকা পিছলে যাবে,’ বলেছেন অ্যাবেরেস্টউইথ ইউনিভার্সিটির ক্রীড়া বিজ্ঞানের প্রভাষক মার্কো আর্কেস্টেইন। এটি ঘর্ষণ বল বৃদ্ধির কারণে হতে পারে [উদাহরণস্বরূপ একটি কোণে লাইন শক্ত করার কারণে] বা স্বাভাবিক বল হ্রাস [বলুন, রাস্তায় একটি বিষণ্নতার কারণে]।'
পৃষ্ঠের পরিবর্তনের কারণে ঘর্ষণ সহগও পরিবর্তিত হতে পারে। তাই সাদা লাইনে কোণঠাসা করা বিপজ্জনক হতে পারে। 'এটি বিশেষ করে ভিজে সত্য,' আর্কেস্টেইজন বলেছেন। 'পেইন্ট কম ছিদ্রযুক্ত তাই জল ছড়িয়ে পড়ে না।'
রাইডার ওজন
বিষয়টিকে আরও জটিল করার জন্য রাইডারের ওজনের সমস্যা। 'পদার্থবিজ্ঞানের দিক থেকে, ছোট ছেলেদের আরও ঝুঁকতে সক্ষম হওয়া উচিত,' আর্কেস্টেইজন বলেছেন। 'তারা সাধারণত আরও চটপটে হয়, যা সাহায্য করে।'
অ্যালাইন ততটা সুনির্দিষ্ট নয়, পরামর্শ দিচ্ছে যে রাইডারের ওজন কিছুটা গুরুত্বপূর্ণ হলেও, রাইডার-প্লাস-বাইকের ভরের কেন্দ্রটি বেশি গুরুত্বপূর্ণ।
'অবশেষে, এটি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর,' তিনি বলেছেন। ভারী রাইডাররা লম্বা রাইডার হতে থাকে, বিশেষ করে প্রো পেলোটনে, যার অর্থ তাদের ফ্রেমের আকার বড় এবং ভরের কেন্দ্র বেশি। আপনাকে রাস্তার অবস্থার উপরও ফ্যাক্টর করতে হবে। আপনি যদি সীমার মধ্যে থাকেন, তবে রাস্তায় একটি বাম্প ট্র্যাকশনের ক্ষতি এবং পড়ে যেতে পারে।
যুক্তরাজ্যের রাস্তাগুলি কখনও কখনও আমাদের মূল ভূখণ্ডের ইউরোপীয় চাচাতো ভাইদের তুলনায় আরও চটকদার হয় কারণ তারা বৃষ্টি শোষণ করতে এবং পিচ্ছিল পৃষ্ঠকে প্রতিরোধ করতে বেশি ছিদ্রযুক্ত। যে কারণে আমাদের রাস্তাগুলো মোটা। কিন্তু তুষারপাতের কারণে তারা প্রায়শই বাম্পার এবং আরও খারাপ অবস্থায় থাকে, তাই কেন ফ্রান্সে সাইকেল চালানো এবং ড্রাইভিং শুষ্ক হলে পরম আনন্দ হয়।
এত কিছুর পরে, সর্বাধিক চর্বিহীন কোণ কত? মেকানিক্যাল এবং ইঞ্জিনিয়ারিং প্রফেসর জিম পাপাডোপোলোসের জন্য, যতক্ষণ না আপনি একটি চূড়ান্ত ফ্যাক্টর - ট্রেইলে নিক্ষেপ করেন ততক্ষণ এর উত্তর দেওয়া যাবে না।
এটি একটি কাল্পনিক রেখা যা স্টিয়ারার টিউবকে মাটিতে প্রক্ষিপ্ত করা হয়েছে। যদি এই বিন্দুটি মাটির সাথে চাকার যোগাযোগ বিন্দুর সামনে থাকে তবে এটিকে 'ইতিবাচক' বলে মনে করা হয় এবং এটি আরও স্থিতিশীল। পিছনে এবং বাইক টিপ ওভার সম্ভাবনা বেশি. আপনি যত বেশি ঝুঁকছেন ট্রেল তত কমিয়ে দেয়।
‘সাইক্লিস্টরা ইতিবাচক ট্রেইল অঞ্চলে থাকার প্রবণতা রাখে এবং ৪৫° এর বেশি চর্বিহীন হয় না,’ তিনি বলেন। 'এটি সাধারণত কম হয়, যদিও যখন পালা 5 মি ব্যাসার্ধের বেশি হয়, আপনি 45° এ পৌঁছাতে পারেন। এর কারণ ট্রেইল একটি সমস্যা কম হয়ে যায় - তারপর আমরা ট্র্যাকশনের বিষয়ে ফিরে আসি।'
সুতরাং 45° একটি দ্রুত, প্রশস্ত, ভাল-সারফেসড বাঁক নিয়ে সম্ভব, কিন্তু খেলার সময় এতগুলি ভেরিয়েবলের সাথে, দুর্ভাগ্যবশত, কোন নির্দিষ্ট উত্তর নেই। আপনি কতদূর ঝুঁকতে পারেন তা বিচারের ক্ষেত্রে এবং (আশা করি খুব বেদনাদায়ক নয়) ত্রুটি৷
