스크랩 크랭크의 길이와 힘의 관계

[김경진]

가장 흔하게 쓰는 길이가 170mm, 그 다음이 175mm 일 겁니다.
5mm의 차이가 어느 정도일까요?
막연하게 키 큰 사람은 175mm, 키 작은 사람은 170mm?
175mm가 회전 반경이 길어 운동량이 많다.?
대부분 아시는 내용이겠지만 정리하는 차원에서 적어 봅니다.
역시 적다 보니 단정적으로 적겠지만 틀릴 수 있습니다.

크랭크암이 힘을 전달하는 원리는 지렛대의 원리와 같습니다.
배웠던 지렛대의 원리와 다른 것은 힘을 주는 곳은 한 군데(패달)인데
힘이 작용되는 곳은 여러 군데(톱니)라는 차이가 있습니다.

운동량은 당연히 크랭크암이 길면 원의 길이가 길어지니 175mm가 170mm보다 큽니다.
그런데 지렛대의 원리처럼 길수록 힘은 적게 듭니다.

계산을 한 번 해 보죠.
정확하게는 단위까지 맞추어야 하지만 상대적 비교만으로 차이를 알 수 있을 것으로 봅니다.

1. 패달이 움직이는 거리(한 바퀴 돌릴 때)
(1) 170mm (계산의 편의상 17cm) : 2*pi*r = 34pi
(2) 175mm (17.5cm) : 2*pi*r' = 35pi.

한 바퀴당 1pi만큼 175mm가 더 큽니다.

2. 한 일 (한 바퀴 돌 때) - 원의 면적이 됩니다.
(1) 170mm : pi*r*r = pi*17*17 = 289pi
(2) 175mm : pi*r'*r" = pi*17.5*17.5 = 306.25pi

한 바퀴당 17.25pi만큼 175mm가 큽니다.

3. 결론
175mm의 크랭크암이 170mm보다 운동량은 많지만
들이는 운동량에 비해 하는 일은 훨씬 큽니다.
동일한 단위는 아니지만 175mm가 한 바퀴 돌 때마다
1pi씩 내 주고 17.25pi만큼 얻습니다.
(다시 말씀드리지만 단위가 다른 것이어서 정확히 16.25pi만큼 차이난다고 할 수 없습니다.)
바퀴의 회전수가 늘어날수록 차이는 점점 더 커집니다.
따라서 힘이 덜 들려면 "크랭크암의 길이는 길수록 좋다."입니다.

그런데 제약 사항이 하나 있습니다.
바로 다리의 길이입니다.
극단적으로 비교를 해 보겠습니다.

어느 사람이 크랭크암의 길이가 50mm와 500mm인 자전거를 탄다고 가정하면

50mm일 때는 빠른 패달링이 가능합니다.
그런데 오르막을 오른다고 한다면 쉽지 않을 겁니다.
반대로 500mm일 때는 오르막이어도 힘은 많이 덜 들겠지만
패달링이 쉽지 않아서 제대로 힘을 쓰지 못할 것 같습니다.
그래서 일반적인 사람의 경우 170mm 전후가
인체공학적으로 가장 적합한 길이로 결론이 나지 않았을까 싶습니다.
5mm의 차이가 근육의 움직임에 편안한가 그렇지 않은가 하는
미묘한 차이가 있을 겁니다.

아래는 다리 길이에 따른 크랭크암의 권장 길이입니다.
알맞은 크랭크암 사이즈를 알려면 인심(사타구니에서 땅바닥까지 높이)을 알아야 합니다.
일반적으로 인심이 (괄호 안은 cm)

29인치(74) 이하 : 165mm,
29 - 32 (74 - 81): 170mm
32 - 34 (81 - 86): 172.5mm
34인치(86) 이상 : 175mm.

위는 사이클의 경우이고 산악자전거의 경우 사이클 기준에서 2.5mm 길게 한답니다.
도로에서의 사이클은 큰 관성의 고속 회전력이,
산에서의 자전거는 작은 관성의 큰 힘이 효율적이기 때문이 아닌가 싶습니다.

“크랭크암 길이는 자신의 신체조건에 따라 결정되야야 합니다."

자신에 맞는 크랭크암 길이에 관심을 갖는 것은 적절한 바이크 피팅이란 관점에서 대단히 좋은 현상이라고 생각합니다. 대부분의 경우 바이크 구입시 기본으로 딸려오는 크랭크암을 그대로 사용하는데, 적절한 크랭크암 길이를 사용한다는 것은 나에게 편안한 신발을 고르는 것과 비슷하다고 비유하고 싶습니다.

크랭크암 길이가 중요한 것은 어린이용 세발 자전거를 타 보면 극명하게 드러납니다.

[자신의 다리상박길이 보다 휠씬 짧은 어린이용 크랭크암을 회전하기 힘들지요?]

크랭크 암 길이? 체인링 센터에서 페달을 끼우는곳이 센터 까지의 길이

Cycling Past 50의 저자 죠 프리엘은 다음과 같이 추천한다.

'자신의 다리길이 (inseam)가 78.7센티 이하이면 170밀리 크랭크 암을 사용하고, 다리길이가 78.7 내지 83.8센티이면 172.5밀리 크랭크암이 적당하며, 다리길이가 83.8센티 이상이면 175밀리 크랭크암이 좋습니다.'

또한 그는 말하기를, '위에서 제시 된 기준에서 트랙경기를 하는 선수라면 2.5~5밀리를 빼어주고, 타임트라이얼이나 트라이 에슬론을 하는 선수라면 2.5밀리를 더해주고, 산악 자전거 를 타는 경우는 5밀리를 더해 주라고 합니다.

주의할 것은 한번에 2.5밀리 이상 변화시켜서는 않되고, 새로운 길이에 익숙해 질려면 4~6주 정도 걸린다'고 합니다.

*** inseam 측정방법 : 맨발로 발을 6인치(15.24cm) 정도 벌린 상태로 서서, 바닥에서부터 사타구니까지의 길이.

산악자전거에는 왜 더 긴 크랭크암을 추천하는가?

트라이 에슬론을 하는 선수나 산악자전거에는 왜 더 긴 크랭크암을 추천할까요?

여기서 트라이애슬론 독주란 트라이애슬론 올림픽 코스에서의 처럼 파워있는 라이딩이 요구되는 레이스를 의미합니다. 달리말하면, 큰 파워로 지속주를 해야하는 경우, 크랭크암이 긴 것을 사용하면 전문용어로 leverage가 좋아 진다고 말합니다.

쉽게, 지래대 원리를 생각하십시요.

같은 무게를 눌려올릴때 지래대길이가 길면 더 싶게 들리지요?

오르막을 많이 오르는 산악 자전거의 경우도 크랭크 암 길이가 길면 좀 더 효율적인 업힐에 도움을 줄 수 있습니다.

(하지만, 산악 자전거라 하더라도 고속 주행을 위한 빠른 페달링을 위해서는 짧은 크랭크 암이 추천되기도 합니다.)

긴 크랭크 암의 구매

국내에서는 대부분 170밀리와 175밀리 크랭크가 많이 팔리고 있습니다.

하지만, 이제는 자신의 신체에 맞는 크랭크암를 장착하여 파워를 효율적으로 발휘할려면
긴 크랭크암 구매를 고려해 볼만도 하겠습니다.

Lennard Zinn은 롱다리 라이더들을 위한 로드/산악 바이크를 직접 제작 판매합니다.
또한, 긴 크랭크암 만을 제작하여 판매도 합니다.

그의 아래 홈피를 가보세요. http://www.zinncycles.com

긴 크랭크암 셈플을 보실려면, http://www.zinncycles.com/cranks.aspx

BB를 포함한 크랭크암을 367달러에 판매하고 있네요.

Lennard Zinn : 바이크 정비 전문가.

그는 바이크 정비전문가로 유명한 Velo News 바이크 잡지사에 바이크 정비관련 기사를 기고하고 있으며, 정비관련 배스트 셀러 책도 펴낸 바 있다.

크랭크 암 길이의 선택에 있어 신장을 고려한 방법이 일반적인데,

자신의 다리 길이에 맞는 현명한 선택이어야 합니다.

더불어 자신의 라이딩 스타일 또한 중요하게 고려 되어야 합니다.