மிதிவண்டி(Cycle)- அறிவியல் அறிவோம்!

மனித கண்டுபிடிப்புகளிலேயே அதிக நாள் எடுத்துக் கொண்ட ஒரு கண்டுபிடிப்பாகச் சக்கரத்தைக் கூறுவார்கள். வட்டமான ஒரு உருவத்தைக் கண்டுபிடித்து விட்டாலும், அதைக் கற்களாலும், மரத்தாலும் தான் செய்ய முடிந்தது, அதனால் அதன் எடை மிகவும் அதிகமாக இருந்தது. கம்பிகள் கொண்டு இணைத்து இலகுவான சக்கரங்கள் உருவாகும் வரை இதன் கண்டுபிடிப்பு பயனற்றதாகவே இருந்தது என்று கூறினால் மிகையல்ல. 19ஆம் நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில் மனிதன் நடப்பதை விட அதிகவேகத்தில் செல்லக்கூடிய மிதிவண்டிகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. 1817ஆம் ஆண்டு கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மிதிவண்டி மணிக்கு 13 கிலோ மீட்டர் வேகம் என்ற சாதனையைப் படைத்தது. ஆனால் இந்த மிதிவண்டியில் விசையைச் செலுத்தக்கூடிய மிதிகள் (pedals) இணைக்கப்படவில்லை . 

இப்படியாக, காலால் அழுத்தி மிதிவண்டியை நகர்த்திச் செல்லக்கூடிய மிதிப்பான்கள் அமைப்பு 1850களில் உருவாக்கப்பட்ட மிதிவண்டியில் பொருத்தப்பட்டது. அதில் வேகமாகச் செல்லும் பொருட்டுச் சக்கரத்தின் அளவு பெரியதாக இருந்தது. அதுவும் மிதிப்பான்கள் முன் சக்கரத்தில் நேரடியாகப் பொருத்தப்பட்டிருந்தன. ஆனால், இதில் நிறையக் குறைபாடுகள் இருந்தன, அதனால் இதன் வடிவமைப்பை மாற்றுவதற்குப் பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் தொடர்ந்து முயற்சி செய்து கொண்டு இருந்தனர். 1880-களில் இறுதியில் தான் இப்பொழுது உபயோகிக்கும் வடிவமைப்பைக் கொண்ட மிதிவண்டிகள் உருவாக்கப்பட்டன. அவற்றில் பல்சக்கரங்கள் பொருத்தப்பட்டு மிதிப்பான் இரண்டு சக்கரங்களுக்கும் நடுவில் வைக்கப்பட்டு மிதிவண்டிகள் உருவாக்கப்பட்டன.

இந்த மிதிவண்டிகள் தான் சிலமாறுதல்கள் அடைந்து நூறு வருடங்களுக்கு மேலாக இன்றும் நாம் பயன்படுத்தி வருகின்றோம். இருபதாம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் மகிழுந்தின் வருகையால் மிதிவண்டிகள் உபயோகிப்பவரின் அளவு குறைந்தது. ஆனால் அது சில காலங்கள் மட்டுமே நீடித்தது. மகிழுந்து மற்றும் இயந்திரத்தால் இயங்கும் இருசக்கர வாகனங்கள் வாங்க இயலாத ஏழை மக்களின் போக்குவரத்து வாகனமாக மிதிவண்டி மாறியது. இரண்டாம் உலகப்போரில் மிதிவண்டி வீரர்கள் என்ற அமைப்பு மிகவும் பிரசித்தி பெற்றிருந்தது. அவர்கள் ஒரு இடத்திலிருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு வேகமாகச் செல்லவும், இராணுவத் தளவாடப் பொருட்களைச் சுமந்து செல்லவும் மிதிவண்டியைப் பயன்படுத்தினர். 

இவ்வாறாக உருவான மிதிவண்டி நமது அன்றாட வாழ்க்கையில் மிகுந்த சிறப்பான ஒரு இடத்தை வகித்து இருந்தது. தொழில்நுட்ப வளர்ச்சியின் காரணமாக நமது வாழ்க்கைத் தரம் உயர்ந்த காரணத்தினால் சாதாரண மிதிவண்டிகள் புழக்கத்திலிருந்து கொஞ்சம் கொஞ்சமாக மறைந்தன. ஆனால் இன்றைய காலத்தில் போக்குவரத்திற்கு மட்டுமில்லாமல் உடற்பயிற்சிகள் செய்யவும், போட்டிகளில் கலந்து கொள்ளவும் சாகசங்கள் செய்யவும் மிதிவண்டிகள் பயன்பாட்டிற்கு வந்துவிட்டன.

மிதிவண்டி அமைப்பைப் பொறுத்து அவை ஒரே வேகத்தில் சுற்றக் கூடிய மிதிவண்டிகள் எனவும், பல வேகத்தில் சுற்றக் கூடிய மிதிவண்டிகள் எனவும் வகைப்படுத்தலாம். ஒரே வேகத்தில் சுற்றக் கூடிய மிதிவண்டிகள் நாம் மிதியை ஒரு சுற்று சுற்றும்பொழுது சராசரியாகச் சக்கரத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள பல்சக்கரம் இரண்டரை முறை சுற்றும். அது இணைக்கப்பட்டுள்ள சக்கரத்தின் விட்டத்திற்குத் தகுந்தார் போல மிதிவண்டி முன்னோக்கிச் செல்லும். இந்த வகையான மிதிவண்டிகள் சமதளப் பரப்பில் செல்வதற்கு மிகவும் சிறப்பான ஒரு வாகனமாக இருக்கும்.

ஆனால், நாம் ஒரு குறிப்பிட்ட வேகத்திற்கு மேல் சுழற்ற முயற்சித்தால் அது தேவையில்லாத வலியை நமது கால்களுக்கு ஏற்படுத்தும். அதாவது ஒரு வினாடிக்கு ஒரு சுற்று என்பது சரியாக இருக்கும்.

அதை விட நாம் வேகமாகச் சுற்ற முயற்சிக்கும் பொழுது நமது ஆற்றல் செலவினம் அதிகமாகும். அதே போல் மெதுவாகச் சுழற்ற முயற்சிக்கும் பொழுதுமிதிவண்டியின் வேகம் குறையும், அதனால் நாம் பயணப்படும் நேரம் அதிகமாகும். இதையெல்லாம் விட ஒரு மேடான பகுதியை மிதிவண்டியைக் கொண்டு கடக்க முயன்றால், நாம் மிதிவண்டிக்குக் கொடுக்க வேண்டிய விசை மிகவும் அதிகமாக இருக்கும். இந்த விசையால் நமது காயில் உள்ள எலும்புகள் அதிக சிரமத்திற்கு உள்ளாகும். மேலும், அவை கால் முட்டியில் வலியை உண்டாக்கும். இதுபோன்ற பல குறைபாடுகளைக் களைய பலவேக மிதிவண்டிகள் உருவாக்கப் பட்டன.

இந்த வகையான மிதிவண்டிகளில் நாம் மிதியைச் சுழற்றும் வேகத்தை விட அதிகமாகவும் குறைவாகவும் சக்கரங்களைச் சுழற்ற வைக்க முடியும். இவற்றில் மிதியை இணைத்திருக்கும் பகுதியில் மூன்று வகையான பல் சக்கரங்களும், சக்கரம் இணைக்கப்பட்டுள்ள பகுதியில் எட்டு வகையான பல் சக்கரங்கள் வரைப் பொருத்தப்பட்டு இருக்கும். அதாவது குறிப்பிட்ட ஒரு வேகத்திற்குப் பதிலாக 20க்கும் மேற்பட்ட பலவகையான வேகங்களை இதனால் நம்மால் உருவாக்க முடியும்.

நாம் மிதியை ஒரு முறை சுற்றும் பொழுது சக்கரத்தை முக்கால் மடங்கில் இருந்து நான்கு மடங்கு வரைச் சுற்ற வைக்க முடியும். நாம் வேகமாகப் பயணிக்க வேண்டுமென்றால் அதிவேக பல் சக்கரத்தைப் பொருத்திவிட்டு மிதிவண்டியைச் செலுத்தலாம். அதேபோல் ஒரு மேடான இடத்தைக் கடக்க வேண்டுமென்றால் குறைந்த பல் சக்கரத்தைப் பொருத்திவிட்டு மிதிவண்டியின் வேகத்தைக் குறைத்து நமது கால்களில் ஏற்படும் விசையை மாற்றாமல் குன்றுகளை எளிதாகக் கடக்க முடியும். அதாவது சாதாரண மிதிவண்டியின் வேகத்தை விட 50 விழுக்காடு அதிகமாகும், அது ஏறும் சாய்தளச் சாலையை விட மூன்று மடங்கு அதிகம் சாய்வு உள்ள சாலையையும் இதனால் கடக்க முடியும் என்று புரிந்து கொள்ளலாம்.

மிதிவண்டியின் சக்கரத்தின் அளவிற்கு ஏற்ப அது செல்லும் வேகமும் வேறுபடும். 17 அங்குலத்தில் இருந்து 29 (20, 24, 26, 27.5) அங்குலம் விட்டம் வரை உள்ள சக்கரங்களை மிதிவண்டியில் காணலாம். இன்றைய நவீனகால மிதிவண்டிகள் மூன்று வகையாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன. முதலாவது, வீரர்கள் பயன்படுத்தும் அதிவேக மிதிவண்டிகள். இவை நன்றாக அமைக்கப்பட்டுள்ள சாலைகளில் மட்டுமே செல்லக்கூடியவை. இரண்டாவதாகத் தினமும் உபயோகத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படும் மிதிவண்டிகள். இவற்றைக் கொண்டு மண் சாலை மற்றும் நாம் அன்றாடம் பயன்படுத்தும் சாலைகளிலும் பயணிக்கலாம். மூன்றாவதாக உயரமான மலைகளில் இருந்து வேகமாக கீழே இறங்கப் பயன்படும் சாகசப் பயணத்திற்கானவை.

மிதிவண்டிச் சக்கரத்தின் அகலம் 9 அங்குலம் முதல் 2.3 அங்குலம் வரை இருக்கும். அதிவேகமாகச் சாலையில் பயணப்படும் மிதிவண்டிகள் எடை குறைவாகவும் சக்கரத்தின் அகலம் மிகவும் குறைவாகவும் இருக்கும். அவற்றின் அகலம் 11 அங்குலத்திற்குக் குறைவாக இருக்கும். நல்ல ரோடு இல்லாத கற்களும் மண் பாதையும் உள்ள ரோடுகளில் பயணப்பட 2.3 அங்குலம் வரை உள்ள சக்கரங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சக்கரத்தின் அகலம் அதிகரிக்கும் பொழுது அது கொள்ளும் காற்றின் அளவும் அதிகமாகிறது. அதனால் பயணத்தின் போது ஏற்படும் அதிர்வுகளைக் குறைக்க இவை பயன்படுகின்றன.

மிதிவண்டியில் வேகம் அதன் எடைக்கு நேர்விகிதத்தில் இருக்கும் நாம் சாதாரணமாக உபயோகிக்கும் மிதிவண்டிகள் 15-20 கிலோ எடை கொண்டவையாக இருக்கும். இந்த அதிக எடை, மிதி வண்டியின் வேகத்தைக் குறைக்கும். அதனால் தான் எடை குறைந்த மிதிவண்டிகள் அலுமினியம் மற்றும் கார்பன் நூல் இலைகளால் செய்யப்படுகின்றன. போட்டிகளில் வீரர்கள் உபயோகிக்கும் மிதிவண்டிகள் 5 கிலோவுக்கும் குறைவான எடையைக் கொண்டிருக்கும்.

மிதிவண்டி வேகமாகச் செல்ல, தேவையில்லாத பாகங்கள் எதுவும் இணைக்கப்பட்டு இருக்காது. ஒரு வீரர் மிதிவண்டியில் செல்லும் பொழுது மிதிவண்டியின் எடையைப் போல் காற்றினால் ஏற்படும் உராய்வும் அவரது வேகத்தைக் குறைக்கும். காற்றினால் ஏற்படும் உராய்வைக் குறைக்க வளைந்த கைப்பிடிகளைக் கொண்ட மிதிவண்டிகளை வீரர்கள் உபயோகிப்பதைக் கவனித்திருப்பீர்கள். அந்தக் கைப்பிடிகளைப் பிடித்து மிதிவண்டியை இயக்கும் பொழுது அதை ஓட்டுபவரின் உடல் வளைந்து காணப்படும். அதனால் காற்றிலிருந்து ஏற்படும் உராய்வு பெருமளவு குறைக்கப்படுகிறது. அது மிதிவண்டி செல்லும் வேகத்தை உயர்த்துகிறது.

மணிக்கு 15 கிலோ மீட்டர் வேகத்தில் செல்லும் மிதிவண்டியை இயக்க நாம் உருவாக்க வேண்டிய ஆற்றல் நமது வீட்டில் உபயோகிக்கும் மின்விசிறியின் ஆற்றலுக்குச் சமமாக இருக்கும். மிதிவண்டி போட்டியில் கலந்துகொள்ளும் வீரர்கள் 5 விருந்து 10 மின்விசிறிக்குத் தேவையான ஆற்றல் வரை மிதிவண்டியை இயக்குவார்கள். 

மிதிவண்டி ஓட்டும் பொழுது நமது கால்களிலிருந்து மிதிப்பானுக்குக் கொடுக்கும் விசையின் அளவு ஓட்டுபவரின் எடையில் 10 விழுக்காட்டிலிருந்து 50 விழுக்காடு வரை பல்வேறு காரணிகளால் வேறுபடும். சாதாரணமாக நாம் நடக்கும் பொழுது உபயோகிக்கும் ஆற்றல் செலவினத்தை மிதி வண்டியில் பயன்படுத்தினால் நடக்கும் வேகத்தைப் போல மூன்று மடங்கு வேகத்தில் நம்மால் பயணிக்க முடியும். மிதிவண்டிப் பயணம் உடற்பயிற்சியாகவும், போக்குவரத்திற்கும் மட்டும் இல்லாமல் வாழ்க்கையை வேறு கோணத்தில் பார்ப்பதற்கு உதவும் என்பதில் எந்தவித ஐயப்பாடும் இல்லை.

 முனைவர் பி. சசிக்குமார் விஞ்ஞானி, இஸ்ரோ ஆய்வு மையம், திருவனந்தபுரம்.