आपका प्रश्न सरल है लेकिन एक पूर्ण उत्तर जटिल है। सबसे सरल उत्तर विल्सन और पापाडोपोलोस (2004) के भाग 2 (विशेषकर अध्याय 4 ) , या डेब्राक्स एट अल द्वारा हाल की समीक्षा को इंगित करना है। (2011) , या मार्टिन एट अल द्वारा पेपर । (1998) । हालांकि, यहां तक कि इन कागजात भी दृष्टिकोण को कवर नहीं करते हैं जो आधुनिक साइकिल कंप्यूटर और जीपीएस इकाइयों से उपलब्ध डेटा का बेहतर लाभ उठाते हैं। पावर-ड्रैग समीकरण पर कुछ पृष्ठभूमि आपको यह समझने में मदद करेगी कि ड्रैग का आकलन करने के लिए अलग-अलग तरीके (सटीकता के अनुसार सटीकता, सटीकता, कठिनाई और लागत) के कई अलग-अलग तरीके क्यों हैं।
गति को शक्ति में बदलने का समीकरण अच्छी तरह से समझा गया है। कुल मांग के चार भाग हैं:
Total power = power needed to overcome rolling resistance +
power needed to overcome aerodynamic resistance +
power needed to overcome changes in speed (kinetic energy) +
power needed to overcome changes in elevation (potential energy)
इनमें से, सबसे सरल टुकड़ा ऊंचाई में परिवर्तन को दूर करने के लिए आवश्यक शक्ति है। संभावित ऊर्जा में परिवर्तन के लिए, और गति में परिवर्तन को दूर करने के लिए आवश्यक शक्ति सीधी हैं:
watts(PE) = slope * speed in meters/sec * total mass * 9.8 m/sec^2
watts(KE) = total mass * speed in meters/sec * acceleration
पहियों में जड़ता के क्षण के कारण केई घटक का एक छोटा सा हिस्सा है लेकिन साइकिल के लिए जो छोटा हो जाता है और हम अक्सर इसे अनदेखा करते हैं। हालांकि, रोलिंग प्रतिरोध और वायुगतिकीय प्रतिरोध का वर्णन करने के लिए आवश्यक समीकरण थोड़ा अधिक जटिल हैं। मार्टिन एट अल द्वारा लेख, ऊपर उद्धृत किया गया है, और अधिक विवरण देता है लेकिन अगर हम हवा को अनदेखा कर सकते हैं तो वायुगतिकीय घटक को सरल बनाता है
watts(aero) = 0.5 * rho * CdA * (speed in m/s)^3
जहाँ rho kg / m ^ 3 में वायु घनत्व है और CdA ड्रैग एरिया है ("A" ललाट क्षेत्र है और "Cd" ड्रैग का गुणांक है; CdA उनका उत्पाद है और इसे "समतुल्य" माना जा सकता है) एक घन का क्षेत्र एक क्षेत्र के चेहरे के साथ हवा की दिशा के लिए लंबवत आयोजित किया गया)।
अंत में, रोलिंग प्रतिरोध (जिसमें टायर, ट्यूब और असर घर्षण शामिल हैं) को पार करने के लिए आवश्यक शक्ति है
watts(RR) = Crr * total mass * 9.8 m/sec^2 * speed in m/s
Crr रोलिंग प्रतिरोध का गुणांक है।
अब, यदि आप एक ऑनलाइन कैलकुलेटर पर जाएं जैसे एनालिटिक साइकिलिंग.कॉम पर आप देखेंगे कि आपको rho, Crr, Cd और A के लिए मान प्रदान करने होंगे; फिर, गति और ढलान के एक विशेष मूल्य को देखते हुए, यह शक्ति की गणना करेगा। वायु घनत्व, आरएचओ के लिए ऑनलाइन कैलकुलेट करना आसान है, लेकिन Crr और CdA (या अलग से, Cd और A) के अनुमानों को खोजना बहुत कठिन है।
सीडीए का अनुमान लगाने का सबसे आसान (लेकिन सबसे महंगा) तरीका एक पवन सुरंग में है। वहां, एक ऑब्जेक्ट को एक पैमाने (मूल रूप से, बहुत सटीक और सटीक बाथरूम स्केल) पर घुड़सवार किया जाता है, एक ज्ञात गति से हवा को लागू किया जाता है, वायु घनत्व मापा जाता है, और ऑब्जेक्ट पर कुल बल पैमाने द्वारा मापा जाता है। वत्स बल (न्यूटन में) * गति (मीटर / सेकंड में) है तो बल (न्यूटन में) = वाट / वायु गति = 0.5 * rho * CdA * (airspeed ^ 2)। सुरंग ऑपरेटर आरएचओ जानता है, एयरस्पीड जानता है, और महंगा बाथरूम स्केल बल को मापता है ताकि आप सीडीए की गणना कर सकें। सीडीए के पवन सुरंग अनुमानों को सोने का मानक माना जाता है: जब अनुभवी ऑपरेटरों के साथ एक अच्छी सुरंग में प्रदर्शन किया जाता है, तो माप सटीक और दोहराए जाते हैं। व्यवहार में, यदि आप सीडी को अलग से जानना चाहते हैं, तो आप ' डी एक डिजिटल कैमरे के साथ ललाट क्षेत्र ए को मापें और इसकी तुलना किसी ज्ञात क्षेत्र की वस्तु (जैसे सपाट वर्ग) के डिजिटल फोटोग्राफ से करें। एक ऐतिहासिक बात के रूप में, लगभग 100 साल पहले डुबोइस और डुबोइस ने एक व्यक्ति और एक संदर्भ वस्तु की तस्वीरें खींचकर ललाट क्षेत्र को मापा, फोटो को वस्तु की रूपरेखा के साथ काट दिया और फिर संवेदनशील तराजू पर कट-आउट का वजन किया।
हालाँकि, टायर, ट्यूब या बियरिंग में प्रतिरोध हवा की गति से प्रभावित नहीं होता है, इसलिए कोई विंड टनल डेटा से Crr का अनुमान नहीं लगा सकता है। टायर निर्माताओं ने बड़े घूमते ड्रमों पर अपने टायर के रोलिंग प्रतिरोध को मापा है, लेकिन वे वायुगतिकीय ड्रैग को माप नहीं सकते हैं। Crr और CdA दोनों को मापने के लिए, आपको एक विधि खोजने की आवश्यकता है जो दोनों को मापे और आपको दोनों के बीच अंतर करने की अनुमति दे। ये विधियां अप्रत्यक्ष क्षेत्र आकलन के तरीके हैं और वे अपनी सटीकता और सटीकता में बहुत भिन्नता रखते हैं।
पिछले 20 वर्षों या उससे पहले तक, सबसे आम अप्रत्यक्ष क्षेत्र विधि ज्ञात ढलान की एक पहाड़ी के नीचे और अधिकतम गति (टर्मिनल वेग के रूप में भी जाना जाता है) को मापने के लिए थी या पहाड़ी पर एक निश्चित बिंदु से गुजरने पर गति। टर्मिनल वेग आपको Crr और CdA के बीच अंतर नहीं करने देता है; हालाँकि, यदि कोई दिए गए बिंदु पर गति को मापता है और पहाड़ी के शीर्ष पर "प्रवेश" गति को नियंत्रित करने में सक्षम था, तो आप अलग-अलग प्रवेश गति पर परीक्षण कर सकते हैं और दो अज्ञात, क्र्र और सीडीए को हल करने के लिए पर्याप्त समीकरण प्राप्त कर सकते हैं। जैसा कि आप उम्मीद कर सकते हैं, यह विधि खराब परिशुद्धता के लिए थकाऊ और उत्तरदायी थी। फिर भी, कई सरल विकल्पों की खोज की गई, जिसमें पवन-मुक्त गलियारों को नीचे करना या बड़े हवाई जहाज हैंगर के अंदर, और "इलेक्ट्रिक आंखों" या टाइमिंग स्ट्रिप्स का उपयोग करते हुए अपेक्षाकृत उच्च परिशुद्धता को मापना शामिल है।
ऑन-बाइक बिजली मीटर के आगमन के साथ, वायुगतिकीय और रोलिंग ड्रैग को मापने के लिए नए अवसर सामने आए। संक्षेप में, यदि आप एक सपाट पवन-आश्रय सड़क पा सकते हैं, तो आप सड़क पर निरंतर गति या शक्ति पर सवारी करेंगे; फिर, एक अलग गति या शक्ति पर दोहराएं। "स्थिर और स्थिर गति पर हवा-आश्रय" की आवश्यकता का मतलब है कि आप बिजली के पीई और केई घटकों की उपेक्षा कर सकते हैं और केवल रोलिंग प्रतिरोध और वायुगतिकीय घटकों से निपटना था ताकि समग्र शक्ति समीकरण सरल हो जाए।
Watts = Crr * kg * g * v + 0.5 * rho * CdA * v^3; or
Watts/v = Crr * kg * g + 0.5 * rho * CdA * v^2
जहां g गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है, 9.8 m / sec ^ 2।
उत्तरार्द्ध सूत्र को रेखीय प्रतिगमन द्वारा आसानी से अनुमान लगाया जा सकता है जहां समीकरण का ढलान CdA से संबंधित है और अवरोधन Crr से संबंधित है। यह मार्टिन एट अल है। किया; उन्होंने एक हवाई जहाज के रनवे का उपयोग किया, दोनों दिशाओं में रनों को औसत किया, और आरएचओ की गणना के लिए बैरोमीटर का दबाव, तापमान और आर्द्रता को मापा और हवा की गति और दिशा के लिए मापा और सही किया। उन्होंने पाया कि इस विधि से अनुमानित CdA हवा सुरंगों में मापा CdA के 1% के भीतर सहमत है।
हालाँकि, इस विधि के लिए आवश्यक है कि सड़क समतल हो और परीक्षण की अवधि में यह गति (या शक्ति) स्थिर हो।
CdA और Crr के आकलन के लिए एक नई पद्धति विकसित की गई है जो कई आधुनिक बाइक कंप्यूटर और साइकिल पावर मीटर की रिकॉर्डिंग क्षमता का शोषण करती है। यदि किसी के पास गति (और वैकल्पिक रूप से, शक्ति) की पल-पल की रिकॉर्डिंग है, तो आप सीधे गति में बदलाव को माप सकते हैं ताकि बिजली के केई घटक का अनुमान लगाया जा सके। इसके अलावा, यदि आप एक लूप में चारों ओर सवारी करते हैं, तो सड़क को सपाट होने की आवश्यकता नहीं है क्योंकि आप जानते हैं कि लूप के प्रारंभ बिंदु पर लौटने पर शुद्ध ऊंचाई परिवर्तन शून्य होगा, इसलिए शुद्ध पीई घटक शून्य होगा। यह विधि ज्ञात शुद्ध ऊंचाई परिवर्तन की पहाड़ियों को नीचे की ओर करने के लिए लागू की जा सकती है (अर्थात, आपको निरंतर ढलान की आवश्यकता नहीं है, और यदि आपको पता है कि शक्ति शून्य है)। इस दृष्टिकोण के उदाहरण यहां और यहां देखे जा सकते हैंऔर, जब सावधानी से प्रदर्शन किया गया है, तो 1% के भीतर सीडीए के पवन सुरंग अनुमानों से सहमत होना दिखाया गया है। विधि के बारे में एक छोटी वीडियो प्रस्तुति यहां 28:00 के निशान से शुरू हो सकती है । एक वेलोड्रोम पर उपयोग करने की विधि का एक छोटा वीडियो यहां पाया जा सकता है