안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
요즘 자전거 동호회가 많이 늘어나고 있고 자전거도 점차 첨단화 되어가고 있어요. 가격도 수백만원에서 수천만원까지 고가의 제품들이 많이 출시되고 있습니다. 초경량 자전거에는 과학적 원리가 많이 적용되어 있는데 그 원리에 대해 설명 드리겠습니다.
초경량 소재를 활용한 자전거가 경기력을 향상시키는 핵심 과학적 원리는 크게 물리적 에너지 효율과 소재의 비강도에 있습니다.
질량 감소에 따른 가속과 등반 능력 향상입니다. 뉴턴의 운동 법칙에 따라 자전거의 질량이 가벼워지면 선수가 같은 힘을 내더라도 더 큰 가속도를 얻을 수 있습니다. 또한, 오르막 주행 시 중력을 거슬러야 하는 하중이 물리적으로 줄어들어 선수의 체력 소모를 크게 방지합니다.
또한, 가벼우면서도 단단한 특성을 통한 동력 전달 효율의 극대화입니다. 탄소섬유는 주행 중 힘을 받는 방향으로만 결을 쌓아 강도를 높일 수 있고, 티타늄은 피로 강도가 뛰어납니다. 이처럼 단단한 프레임은 선수가 페달을 강하게 밟을 때 자전거가 휘어지는 변형을 막아줍니다. 즉, 라이더가 낸 에너지가 낭비되지 않고 뒷바퀴의 추진력으로 온전히 전달되도록 돕습니다. 더불어 노면의 진동을 효과적으로 흡수해 선수의 근육 피로까지 낮춰줍니다.