앉을 것인가? 설 것인가? : 효율성의 차이는?
Tuesday, November 21, 2006 8:19:48 AM PT
by Dr. Stephen Cheung, Ph.D.
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지형이나 상황에 적응하거나, 같은 자세를 유지하다 몸을 풀거나, 특정 근육에 부하가 걸리는 걸 막기 위해서 자세를 다양화할 필요가 있다. 일어서는(Standing) 것이 더 많은 파워를 만들어내는 것을 알고 있지만, 신진대사 요구량과 효율성은 어떨까? |
Boy You’ve Got to Carry That Weight…
몸무게를 실는 훈련을 생각해보면, 가장 먼저 떠오르는 확실한 훈련은 달리기다. 왜냐하면 달리기는 자기 자신을 앞으로 추진시킬 뿐만 아니라, 자신을 꼳꼳이 세우고 안정시키는 것만으로도 많은 에너지가 필요하기 때문이다. 그에 덧붙여, 발을 내디딜 때마다 착지하는 데서 오는 충격도 있다. 그 두가지가 합쳐져서 심박수, 신진대사율, 전체적인 부하가 자전거에 비해서 아주 높아지게 된다. Lance가 선수 경력 중의 어떤 경기보다 NY 마라톤을 훨씬 더 힘들게 느꼈던 이유가 설명된다.
사이클은 대체로 몸무게를 실지 않는 운동이며, 자전거는 아주 효율적인 기계여서 충격을 없애주며 자전거 타는 자세가 자신의 몸을 받쳐주어 자신의 몸무게를 지탱할 필요를 최소화해준다. 그러나, 상당한 몸무게를 지탱해야 할 때도 있는데, 그 때가 바로 일어설(standing) 때이다. 평지든, 언덕이던, 스프린팅 때이던간에, 더 이상 안장으로 몸무게를 지탱시키지 못하고 근육에 의존해야 한다.
앉을 것인가? 설 것인가? : 효율성의 차이?
물론, 이런 이유로 선 것이 통상 더 많은 에너지가 필요하긴 하지만, 또한 페달에 더 많은 몸무게를 실을 수 있어서 몇몇 근육을 회복시킬 수 있기 때문에 앉을 때 비해 더 많은 파워 출력이 가능하다. 이게 서는 것을 가속을 시작할 때나(예를 들어, 스프린팅, 치고 나가기) 언덕을 오를 때 같이 같은 추가 파워가 필요할 때로 최소화도록 가르치는 주된 이유다. 일어서면 접촉하는 면적도 넒어지므로 바람의 저항도 역시 커진다.
과거 2-3년동안 Toolbox에 다양한 형태로 효율성에 관한 길을 써왔는데, 그 이유는 도로에서 파워 출력을 증가시킬 수 있는 가장 확실하고 유일한 길이기 때문이다. 기억을 돌이키기 위해서,o1993년부터 첫번째 우승할 때까지 Lance의 페달링 효율 증가에 관한 글을 확인해 봐라. 그러면 이런 질문이 나올 것이다: 선 것이 더 많은 파워를 제공하고 더 많은 에너지를 필요로 하지만, 선 것과 앉은 것 사이에 효율(파워 출력:에너지 소비로 정의되는 총 효율)의 차이는 있을까?
책 속으로
내가 어디로 향하고 있는지 알것 이다. 바로 도서관이다. 나를 짜증나게 하는 "도대체 왜 이렇게 생각하지 않을까?"라는 경험을 대부분 겪기 때문에 그런 작업은 항상 아주 힘든 경험이다.
이번에 나를 힘든 경험에서 구해준 것은 Montpellier의 프랑스 연구진의 연구이다(1). 실험 그 자체는 우스울 정도로 단순하다: 건강한 라이더를 VO2max의 75% 정도로 6분간 다음과 같은 상화에서 라이딩을 하게 했다.
1. 앉은 자세에서 평지(벨로드롬) (2번)
2. 앉은 자세에서 5.3% 경사의 언덕 (2번)
3. 선 자세에서 5.3% 경사의 언덕
앉은 자세는 드랍 자세의 라이딩이다. 선 자세는 후드를 손으로 잡는다.
추가로 피험자는 같은 날 다음 세 가지 상황에서 30초 간의 전력 질주를 실시했다.
1. 헬스용 자전거(표준 무산소 파워 테스트 Wingate 검사)
2. 약간 오르막 도로에서 앉은 자세
3. 약간 오르막 도로에서 선 자세
기술의 향상으로 인해, 연구자가 더 이상 실험실에 묶여 있을 필요 없이 "실제" 지형과 피험자 자신의 자전거에서 이 연구를 실행하였다. 연구의 응용 가능성을 증가시킨다. 다시 말해서, 파워를 알아내기 위해 각 피험자의 자전거에 SRM "Pro" 크랭크를 장치하였다. 피험자의 에너지 소비량을 측정하기 위해, 1Kg 정도의 Cosmed의 작은 휴대용 신진대상 측정 장치를 달았다.
데이터 분석은 "총 효율"(에너지 소비량에 대한 파워 비) 계산으로 구성된다. 100%는 모든 화학 에너지를 전방 추진을 위한 기계적 에너지로 변환했음을 의미한다. 이것은 확실히 불가능하며, 인간은 보통 20~25% 정도의 효율을 보인다. 나머지 에너지는 열 에너지로 변환된다. 또 계산하는 값은 "경제성"으로, 흡입한 산소 1리터당 만들어낸 파워이다. 보통 산소 1리터당 4~5KJ 정도 기계적 에너지 만들어낸다.
사실만
아주 간단하고 멋지게 설계된 연구. 결과는 어떨까?
• 피험자는 8명의 고도로 훈련된 선수. 연간 2~30,000Km를 타는 2명의 프로도 포함되. 다른 사람들은 엘리트 주니어와 국가대표급 선수들.
• 피험자들이 모두 VO2max 75%의 부하를 유지하도록 하였기 때문에, 예상대로 파워는 자세별로 틀리지 않았다. 6분간 약 290W는 결코 쉽지 않다.
• 예상대로, 심박수는 언덕에서 일어선 것이 앉은 것보다 8bpm 정도 높았다. 흡기량 역시 높았다. 그렇지만, 산소 흡입량의 차이는 보이지 않았다. 페달 회전수는 두 가지 상황 모두 60rpm 바로 아래로 비슷했다.
•우리 질문에 대한 가장 중요한 답변으로 보이는데, 총 효율(~22.5%)이나 경제성(산소 1L당 4.7KJ의 파워)에서 차이가 보이지 않았다.
• 30초 간의 실험에서, 최대와 평균 파워는 앉은 자세보다 선 자세가 훨씬 높았다(차례로 평균 파워는 650W, ~820W). 페달 회전수나 혈중 젖산 수치는 유사했다.
요약
이 실험에서 대부분의 결과는 그리 놀라운 것은 아니다. 스프린팅하며 일어섰을 때 높은 파워가 만들어지는 것도 아주 명확하며, 오르막을 오르며 일어섰을 때 더 높은 심박수가 나오는 것도 그렇다. 해당 연구에서 중요한 점은 효율성에 대한 분석에서 나오며, 흥미있는 정보는 일어섰을 때나 앉았을 때나 효율성이나 경제성에서는 차이가 없다는 것이다.
말하자면, 일어섰을 때 무산소와 심혈관계에 더 큰 부하를 주지만, 효율성 그 자체가 줄어듬을 의미하진 않는다. 그러므로 자신이 더 많은 파워를 만들어내므로, 일어서는 것이 더 많은 에너지가 든다는 걸 반박할 수는 없다.이 정보를 도로에 적용해보면, 일어서는 게 에너지를 낭비하는 것은 아니다.
그러나, 경고를 하자면 일어섰을 때의 좋은 자세와 기술을 만들어내려면 연습이 필요하며, 지치고 피로해지기 시작할 대는 특히 더 그렇다. 내가 Simon Fraser University에서 대학원 생활 때, 학교까지 가는 8% 언덕 5Km 전체를 일어서서 가는 기술을 연습하곤 했다.
또 다른 경고 사항은 실험에 참여한 피험자 모두가 젋고, 말랐으며, 평균 67kg으로 가벼웠다. 덩치가 큰 라이더라면, 효율성에 관한 식이 앉아 있는 쪽으로 약간 기울지도 모르겠다. 여하튼, 연습이 좋은 기술에 핵심적인 부분이라는 것은 변함없으며, 훈련에 포함시키도록 하고, 기술과 효율성이 기록을 최대화하는 핵심적인 요소임을 기억해라!
References
1. Millet, G. P., C. Tronche, N. Fuster, and R. Candau. Level ground and uphill cycling efficiency in seated and standing positions. Med Sci Sports Exerc. 34:1645-1652, 2002.
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