페달링 효율 및 토크

페달링은 원운동입니다. 원주를 따라 힘을 가하여 회전을 일으키는 것입니다.
어떻게 힘을 주어야 가장 효율적일까요?
이론적으로 힘 손실이 없도록 하려면 원의 중심으로부터 원주로 그어진 선에 직각인 방향으로 힘을 주어야 합니다. 위 그림에서 F_o입니다. 왜 그래야 하는가의 물리적 해석은 생략합니다.
이를 실제 페달링에서 실현하려면 어떻게 해야 될까요?
낮은 RPM의 페달링에서는 페달의 위치에 따라 발목의 각도를 조금 조정하는 것도 방법입니다. 하지만 높은 RPM의 페달링에서는 발목은 고정하고 페달링하는 것이 더 효율적입니다. 실제로 높은 RPM에서 발목의 각도를 자주 바꾸지 못하고 바꾼다 하여도 그것이 힘이 더 듭니다. 발목을 고정한다고 했지만 더 정확한 표현은 몸이 하는 대로 두면 됩니다. 그러면 대개 아래 그림과 같이 됩니다. 이것이 잘 안 되면 연습해야겠죠.

페달링의 효율성을 높이기 위한 훈련으로는 낮은 기어비에서의 고속페달링이 좋습니다. 페달링의 효율이 높다는 것은 다리에서 내는 힘은 같은데 체인을 당기는 힘이 크다는 의미입니다. 첫 번째 그림에서 F_o 의 방향에 가깝게 페달링할수록 효율은 높아집니다. 고속페달링에서 이를 의식하며 돌릴 수 없습니다. 근육의 반응속도가 따라오지 못하고 설사 따라온다 하여도 근육의 빠른 수축과 이완에 대해 근육의 에너지 소모가 더 높아지기 때문에 비효율적인 페달링이 됩니다.

고속페달링 훈련을 통해 페달링 궤적을 발과 다리가 기억하게 할 수 있습니다. 반사적으로 움직이게 하는 것이죠. 120~150rpm으로 페달을 돌리는 연습을 합니다. 처음에는 엉덩이도 들썩거리고 오래 돌리지 못할 수도 있습니다. 그래도 꾸준하게 하다보면 얌전한 엉덩이로 150rpm을 부드럽게 돌릴 수 있게 됩니다. 20~30초만 돌릴 수 있어도 됩니다. 평지에서 순항할 때는 100rpm 전후로 돌리면 됩니다.

이제 토크(Torque)에 대한 이야기를 해 보죠. 처음의 그림을 다시 소환합니다.

위 그림에서 원은 페달의 궤적입니다. F는 밟는 힘의 크기이고, F_o는 밟는 힘 중에서 페달을 돌리는데 사용되는 힘입니다. 이 내용은 위에서 말씀드렸죠.

그림 속의 공식의 기호를 글로 옮기면

페달링 토크 = 크랭크암의 길이 x 페달을 밟는 힘 x 위 그림에서 각도(theta)

토크는 크랭크암이 길수록, 다리로 돌리는 힘이 클수록, 각도가 클수록 커집니다.

세 변수 가운데 힘과 각도는 근력 훈련과 페달링 훈련을 통해 향상시킬 수 있습니다. 안정적인 높은 회전수의 페달링은 각도를 크게 만들 것으로 강하게 추정되고, 이에 따라 페달링 효율이 높아집니다. 하지만 크랭크암의 길이는 길수록 토크는 높아지지만 높은 회전수의 페달링에는 불리합니다. 무릎 근육이 수축/이완하는 정도가 커지는데 이는 근육에 부담을 더 주게 되고 더 많은 시간이 걸리게 됩니다.

좋은 페달링을 하려면

근력을 기르고, 적당하게 높은 회전수의 페달링을 하고(1분에 100회전 정도), 적당한 길이의 크랭크암을 선택하면 됩니다.

크랭크암의 적당한 길이는 다리의 길이 또는 키에 따라 정해놓은 것이 있지만 자신에게 맞는 크랭크암의 길이는 위 세 가지 요소를 고려하여 경험적으로 찾는 것이 최선이 아닐까 싶습니다. TDF 같은 대회에서는 평지구간, 산악구간에 따라 크랭크암의 길이를 다르게 채용하여 타기도 합니다.

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