자전거 페달과 신발에 따른 힘전달에 대한 고찰

▒ 자전거 페달과 신발에 따른 힘전달에 대한 고찰

페달의 형태에 따른 힘전달에 대하여 제 생각을 정리합니다. 두 가지 요소를 생각하는데 페달과 클릿의 고정력과 신발 바닥의 단단함입니다. 신발 바닥의 단단함에는 클릿의 크기나 페달의 형태도 포함될 수 있습니다.

우선 페달(또는 클릿)과 신발의 접촉 면적이 넓을수록 안정적이고 힘전달력이 좋다고 흔히 말합니다. 흔히 맞는 말인데 그 이유는 이렇습니다. 이것을 설명하겠다고 그림까지 어렵게 그렸습니다.

위 그림에서 두 저울이 가리키는 무게는 같습니다. 당연하죠.

그럼 이렇게 그려 볼까요.

위 그림에서 초록 부분의 무게는 0 이라고 가정하죠.

이 경우에도 두 저울의 바늘이 가리키는 무게는 같습니다. 역시 당연하죠.

정리하면 무게는 접촉하는 면적에 비례하지 않는다는 것입니다.

이제 다음 그림을 보시죠.

위 그림에서 어느 쪽이 페달에 더 많은 힘이 실릴까요?

왼쪽의 접촉면적이 더 넓습니다.

앞의 저울 그림을 보면 이 경우에도 같아야 합니다. 하지만 실제는 같지 않습니다. 손실되는 부분이 있기 때문인데요. 만약에 신발의 바닥이 완전하게 딱딱하여 조금이라도 휘어지지 않는다면 위 두 그림에서 페달에 실리는 무게(힘)은 같습니다.

하지만 실제 신발의 바닥은 완전하게 딱딱하지 않아서 조금 휘어집니다. 오른쪽 그림처럼 페달과 신발의 접촉면이 좁다면 힘 '가'와 힘 '라'는 온전하게 페달에 전달되지 않습니다. 아주 미세하겠지만 일부 힘이 신발바닥을 휘는데 소비됩니다.

결론적으로 힘전달력은 왼쪽과 같이 접촉면이 넓은 것이 낫다고 볼 수 있습니다. 실제 접촉면적이 넓지 않더라도 신발바닥이 휘는 것을 최소화시키는 형태로 설계하는 것이 좋겠죠. 걷는 것은 더 불편해질 겁니다.

그리고 다음에 고려해야 할 것이 고정력입니다. 클릿과 페달 사이에 유격이 있고 튼튼하게 고정되지 않으면 힘손실이 발생할 여지가 높습니다. 적당한 각도와 강도로 힘을 주는데 그것이 조금 틀어지는 것이죠. 걸을 때 바닥이 패인 줄 모르고 발을 디디면 중심을 잃게 되는 것과 같은 이치가 적용될 것이라 봅니다.

우리 몸은 최적의 힘을 낼 순간을 알고 있다는 것인데 예상과 달라지면 최적의 힘을 내지 못하게 됩니다. 물론 그 유격에 익숙해지면 손실분을 조금이나마 줄일 수는 있을 것입니다만 유격이 없이 강하게 고정되는 것이 힘전달에는 유리합니다. 페달의 고정장력을 조정할 수 있는 제품이 있습니다. 익숙해질수록 장력을 강하게 조정해 볼 필요가 있습니다.