사이클링 케이던스 및 속도 계산기

최종 업데이트: 2026-05-16

케이던스의 정의와 역할

케이던스는 분당 페달을 완전히 한 바퀴 돌리는 횟수(rpm)입니다. 파워, 기어 선택과 함께 케이던스는 모든 사이클리스트가 체력 소모와 속도를 관리하는 데 사용하는 세 가지 핵심 수단 중 하나입니다. 서로 다른 기어를 선택하면 동일한 속도를 완전히 다른 케이던스로 달성할 수 있으며, 이 선택은 측정 가능한 생리적 차이를 만들어냅니다.

이 계산기는 드라이브트레인 항등식을 세 방향으로 풀어냅니다. 모드를 선택하면 나머지 세 값은 입력으로 유지됩니다.

• 속도 구하기 — 케이던스, 기어, 바퀴 둘레로부터 주행 속도를 구합니다.
• 케이던스 구하기 — 목표 속도와 현재 기어에서 유지해야 할 케이던스를 구합니다.
• 스프로킷 구하기 — 목표 속도와 유지하고 싶은 케이던스로부터, 현재 체인링에서 필요한 뒷 스프로킷 크기를 구합니다.

계산 원리

핵심 항등식

지면 속도는 세 가지 요소에 달려 있습니다. 크랭크를 얼마나 빠르게 돌리느냐, 크랭크 한 바퀴당 뒷바퀴가 몇 번 회전하느냐(기어비), 그리고 바퀴가 한 바퀴 회전할 때 얼마나 이동하느냐(바퀴 둘레)입니다.

여기서 $v$는 m/s 단위 속도, 케이던스는 rpm, $C_w$는 바퀴 둘레(m)입니다. 이 한 줄의 식을 변형하면 네 개의 미지수($v$, 케이던스, 스프로킷, 체인링) 중 어느 것이든 단독으로 풀어낼 수 있습니다.

기어비

체인링 이빨 수($T_c$)를 스프로킷 이빨 수($T_s$)로 나눈 값. 50T 체인링에 17T 스프로킷이면 $G = 50/17 \approx 2.94$: 페달 한 바퀴당 뒷바퀴가 2.94회전합니다.

발달 거리(롤아웃)

기어비에 바퀴 둘레를 곱하면 발달 거리——페달 한 바퀴당 이동 거리——를 구할 수 있습니다.

700c × 25 mm 타이어(둘레 2105 mm)에 50/17 기어를 사용하면 페달 한 바퀴당 $2.94 \times 2.105 \approx 6.19$ m를 이동합니다.

세 가지 모드

같은 항등식을 세 가지 방식으로 변형합니다.

모드 2의 결과는 연속값입니다. 실제 카세트는 정수 이빨 수만 존재하고 보유한 코그도 제한적이므로, 가장 가까운 이빨 수로 반올림하여 속도 또는 케이던스에 약간의 오차가 발생함을 고려해야 합니다.

케이던스와 생리학

최적 범위

Vercruyssen & Brisswalter(2010)의 연구에 따르면 훈련된 사이클리스트에게 대사 효율이 가장 높은 케이던스는 약 80–100 rpm입니다. 이 범위에서 페달당 토크가 적당하여 국소 근육 피로를 제한하면서도 신경 협응 비용을 불필요하게 높이지 않습니다.

초보자는 낮은 케이던스가 더 힘차고 통제된 느낌을 주기 때문에 60–70 rpm에 머무는 경향이 있습니다. 심폐 체력이 향상되면서 대부분의 라이더는 자연스럽게 케이던스가 올라갑니다.

케이던스와 파워

파워 = 토크 × 각속도. 동일한 파워 출력에서 더 빠르게 회전하면 페달당 토크가 줄어들어 지근섬유를 보존하고 근육 피로를 지연시킵니다. 이것이 투르 드 프랑스 선수들이 타임 트라이얼에서 95–105 rpm을 유지하는 이유입니다. 낮은 케이던스가 당장은 근육적으로 더 쉽게 느껴지더라도 지속적인 노력은 피로 저항성이 더 강한 심폐 시스템에 유리합니다.

높은 케이던스의 주의사항

110 rpm 이상의 매우 높은 케이던스는 트레이드오프가 있습니다. 신경 협응 비용이 올라가고, 심박수가 불균형하게 높아지며, 기술적 결함——발목의 불필요한 움직임이나 골반 흔들림——이 증폭되어 에너지가 낭비됩니다.

실제 활용 시나리오

순항 기어 확인(속도 구하기)

통상 케이던스(예: 90 rpm), 체인링, 자주 사용하는 스프로킷을 입력하면 주행 속도가 산출됩니다. 이 결과가 실제 도로 속도와 일치한다면 기어 선택이 케이던스에 잘 맞춰져 있음이 확인됩니다.

오르막 기어 선정(스프로킷 구하기)

경사 10% 구간에서 속도가 12 km/h까지 떨어지고 케이던스를 약 75 rpm으로 유지해야 하는 상황을 예로 들면, 스프로킷 구하기 모드에서 12 km/h, 75 rpm, 안쪽 체인링, 바퀴 둘레를 입력하면 필요한 스프로킷 이빨 수가 산출됩니다. 결과가 28T인데 카세트가 25T까지밖에 없다면 그 케이던스로는 기어비가 부족하므로, 케이던스를 낮추거나 더 넓은 카세트로 교체하는 방안을 검토할 수 있습니다.

타임 트라이얼 페이싱(케이던스 구하기)

평지 타임 트라이얼에서 목표 속도(예: 40 km/h)가 정해진 경우, 케이던스 구하기 모드에서 그 속도, 큰 체인링과 작은 스프로킷의 조합, 바퀴 둘레를 입력하면 해당 기어 조합에서 요구되는 케이던스가 계산됩니다. 105 rpm을 초과하면 심폐 부하가 급증하고, 75 rpm을 밑돌면 무릎 관절 부담이 집중됩니다. 지속 가능한 범위에 드는 기어 조합이 적합합니다.

실내 트레이너 설정

실내 트레이너는 바퀴 속도에 따른 저항 곡선을 가집니다. 케이던스와 기어로 속도를 알면 야외 감각에 가까운 저항을 설정할 수 있습니다.

바퀴 둘레 측정

바퀴 둘레는 모든 속도와 거리 계산에 영향을 줍니다. 가장 정확한 방법은 롤아웃 측정법입니다. 타이어를 주행 기압으로 충전하고, 타이어와 바닥에 각각 표시를 하고, 자전거를 한 바퀴 굴린 후 두 바닥 표시 사이의 거리를 측정합니다. 10 mm 오차는 약 0.5%의 속도 계산 오차에 해당합니다. 대부분의 용도에서는 무시할 수 있지만, 사이클 컴퓨터 보정 시에는 주의가 필요합니다.

주의사항

• 드라이브트레인 손실은 모델링되지 않았습니다. 실제 드라이브트레인은 체인 마찰, 굽힘, 베어링 항력으로 1–4%의 파워를 잃습니다. 계산기는 이론적 속도를 제공합니다.
• 바퀴 둘레는 하중과 기압에 따라 변합니다. 짐이 가득 실린 투어링 자전거는 같은 기압의 빈 자전거보다 접지 면적이 약간 넓고 유효 둘레가 약간 짧습니다.
• GPS 속도 vs. 계산된 속도. GPS 속도는 샘플링 속도와 다중 경로 오류의 영향을 받으며, 케이던스 센서에서 계산된 속도는 둘레 정확도에 달려 있습니다. 둘 다 절대적인 진실이 아닙니다.
• 「스프로킷 구하기」의 결과는 연속값입니다. 실제 카세트는 정수 이빨 수만 가지며, 보유한 코그만 사용할 수 있습니다. 가장 가까운 이빨 수로 반올림하고, 속도 또는 케이던스에 소폭의 오차가 발생함을 고려해야 합니다.