자전거의 구동력은,

발로 페달을 돌리면서 발생됩니다.

즉,

발로 크랭크 끝에 달린 페달을 밟으면,

"토크"에서 설명한 것처럼 체인링이 돌면서 체인으로 뒷바퀴를 돌리게 되죠.

물론,

최종적인 "구동력" 이 핵심이며,

저 구동력이 자전거의 속도를 올리거나 유지시키게 됩니다.

그럼,

오른 발을 기준으로,

페달을 밟게 되면 발생되는 토크를 체인링을 기준으로 구분한다면,

B 로 표시된 1시 에서 5시 정도에 크랭크가 위치해 있을 때 대부분의 토크가 발생됩니다.

D 로 표시된 부분은,

오히려 다리가 자전거 페달이 도는 것을 방해하는 마이너스 요인이 되는데,

실제로 사람의 다리는 대부분의 힘이 누르거나 밀어내는 것에서 발생하죠.

즉,

사람은 다리 하나 만으로도 쉽게 사람 몸무게에 해당하는 힘을 낼 수 있고,

심지어는 다리 하나 만으로도 뛸 수도 있죠.

즉,

오른쪽 크랭크 하나 만으로 볼 때에는,

D 부분의 7시에서 11시 정도 까지는 회전하는데 오히려 다리의 무게가 방해가 되는 셈이지만,

반대편 다리가 눌러주는 엄청난 힘 때문에,

무시해도 됩니다.

문제는,

힘이 거의 실리지 않는 11 시 ~ 1시 정도의 사점 A 와,

5 ~ 7시 사이의 사점 C 입니다.

크랭크가 저 부분에 있을 때에는 발생되는 토크가 저항력 보다 작아서 추진력을 얻지 못하죠.

서 있는 자전거를,

1 ~ 3 시 정도에 두고 출발하면,

충분히 큰 토크가 발생해서 쉽게 나갈 수 있지만,

저렇게 12시, 6시 등의 사점 부근에 두면 토크를 만들기 힘들어서 출발 자체가 거의 불가능 합니다.

물론,

저 때에도 땅을 박차고 출발하면 됩니다.

답이 나왔네요.

크랭크가 사점 A 나 C 에 있을 때,

자전거가 앞으로 나갈 수 있는 것은,

바로 자전거의 관성력, 모터의 힘 등의 도움을 받기 때문입니다.

이제,

오른 쪽 크랭크 축을 기준으로 본다면,

주기적인 회전에 따른 모습을 보일 것이고,

우리는 이런 주기적인 현상을 설명하는 좋은 도구로 "sine" 이라는 함수에 대해서 배웠었죠.

실제로,

오른 발 하나 만으로는,

D 로 표시되어 있는 것처럼 마이너스 토크가 발생되기 때문에 크랭크를 한 바퀴 돌릴 수가 없습니다.

저 부분을 돌려주는 것은,

바로 왼발 덕분이죠.

왼발?

그렇습니다.

자전거의 추진력의 완성은 왼발까지 고려해야만 하는 것이죠.

파란 색으로 표시한 오른 발의 토크와,

빨간 색으로 표시한 반대편에 위치한 왼발에 의한 토크를 겹쳐 보았습니다.

즉,

한쪽 발이 마이너스 토크 구간으로 들어가서 회전이 불가능할 때,

반대 편 발이 강한 토크를 발생시키며 회전이 가능하게 해 줍니다.

이제,

저 둘의 토크를 합성해 본다면 위 그래프처럼 되겠죠.

빨간 색으로 표시한 저항토크는,

자전거의 속도, 바람, 무게, 도로경사, 도로상태 등등에 따라서 달라지겠죠.

예컨데,

앞 1단, 뒤 1단으로 올라야 하는,

나무로 만든 간이건물 이후부터의 저 급경사 지대에서,

만일 쉬지 않고 올라간다면,

경사에 의한 강력한 저항토크 때문에 사점 C, A 부근에서 속도가 떨어질 지라도,

자전거의 속도에 의한 관성과 모터의 힘 덕분에 그냥 올라갈 수 있지만,

모터의 힘을 믿고 이렇게 경사를 찍어보겠다고 중간에 선 이후에는,

Q100 고속모터의 토크가 C, A 위치의 부족한 토크를 채워주지 못하더군요.

결국,

위 빨간색으로 표시한 것처럼,

경사로를 지그재그로 출발해서,

경사에 의한 저항토크를 작게한 다음,

자전거가 어느 정도 속도를 얻어서 C, A 부분의 부족한 토크를 관성으로 어느 정도 채워준 이후에야 똑바로 올라갈 수 있었습니다.

물론,

댄싱으로 체중을 실어서 B, B 로 표시된 것처럼,

양 다리로 최대 토크를 발생시키면 자전거가 가속되어서 앞으로 나가다가,

사점 C, A 부분에서는 속도가 줄어드는,

한 마디로 출렁 출렁 거리는 주행 이었다고 해야 할까요?

어쨌던,

이렇게 원형 체인링에 대해서 알아 봤는데,

물론,

이것이 절대적으로 옳다고는 생각하지 않습니다.

그냥,

제가 이해하기에 이런 것이라고 생각 하는 것이죠.

원형 체인링에 의해서 발생되는 토크가 이런 식으로 될 것이라고 생각해서 자료를 찾아 봤지만,

인터넷에서는 찾지 못했습니다.

그래서,

일일이 그림을 그리다보니 시간이 많이 걸리네요.

어제는,

시장에서 벗어나서 멀리 나갔다 오지 않았다고 그러는지,

수익은 꼴랑 7만원 정도였습니다.