자전거 속도 계산기

30km를 1시간 12분에 달리면 평균 시속 25.0km입니다

자전거 평균 속도는 달린 거리를 걸린 시간으로 나눈 값입니다. 30km를 1시간 12분, 곧 1.2시간에 달렸다면 30 ÷ 1.2 = 시속 25.0km이고, 1km마다 2분 24초가 걸린 셈입니다. 같은 식을 뒤집으면 거리 ÷ 속도가 걸리는 시간, 속도 × 시간이 갈 수 있는 거리입니다. 위 계산기는 세 값 가운데 구할 것을 고르면 나머지 두 칸만 받아 바로 계산합니다.

속도만 아는 데서 그치지 않도록, 체중·자전거 무게·자세·노면·경사·바람을 넣으면 그 속도를 유지하는 데 드는 페달 파워가 공기저항·구름저항·오르막·구동 손실로 나뉘어 나오고, 소모 열량도 함께 보입니다. 체중 70kg에 자전거 10kg, 브레이크 레버(후드)를 잡은 자세로 아스팔트 평지를 바람 없이 시속 25km로 달리면 약 99W가 듭니다. 파워미터 수치가 있다면 거꾸로 '파워로 속도'에 넣어 지금 조건에서 낼 수 있는 평균 속도를 볼 수 있고, 기어·케이던스 칸에서는 이 속도를 어떤 기어의 몇 rpm으로 내는지까지 이어집니다.

왜 계산하고, 어떤 상황에서 쓰나

• 출퇴근·통학 시간을 어림할 때: 12km 길을 시속 18km로 달리면 40분입니다. 신호 대기까지 포함한 '문에서 문까지' 평균은 사이클컴퓨터의 이동 평균보다 낮으므로, 지난번 실제 걸린 시간으로 평균 속도를 구해 두면 다음 계획이 정확해집니다. 한강공원 자전거도로의 혼잡 구간에는 안전속도 시속 20km 노면표시가 있으니(서울시, 2021), 그 구간이 긴 길은 평균 20km/h 아래로 잡는 편이 맞습니다.
• 장거리 코스를 계획할 때: 100km를 평균 시속 25km로 가면 4시간이고, 같은 파워로 오르막 3%에 들어서면 속도가 절반 넘게 떨어집니다. 경사별 비교표로 구간마다 시간을 나눠 보급과 복귀 시각을 잡을 수 있습니다.
• 기어를 고를 때: 평지 시속 25km를 50T × 17T로 내려면 67rpm이면 되지만 34T × 17T로는 99rpm을 돌려야 합니다. 기어표에서 자주 쓰는 케이던스 줄을 따라가면 어느 기어가 맞는지 보입니다.
• 파워미터 수치를 읽을 때: 150W가 평지에서 시속 29.5km인지, 맞바람 15km/h에서는 21.1km인지 알면 같은 기록이라도 그날 조건을 감안해 비교할 수 있습니다.
• 전기자전거를 탈 때: 전동기 보조는 시속 25km에서 끊기므로(아래 '자주 틀리는 경우'), 그 위로는 본인 파워만으로 얼마가 드는지 미리 보면 배터리와 체력 배분을 가늠할 수 있습니다.

계산 방법

1. 구할 값 고르기: 평균 속도(거리와 시간을 넣음), 걸리는 시간(거리와 속도), 갈 수 있는 거리(시간과 속도), 파워로 속도(페달 파워, 거리는 선택) 가운데 하나를 고릅니다. 모든 계산은 km와 초 단위로 하고 화면 값만 반올림합니다.
2. 세 가지 식: 속도(km/h) = 거리(km) ÷ 시간(h), 시간 = 거리 ÷ 속도, 거리 = 속도 × 시간입니다. 1km당 시간은 3,600 ÷ 속도(초)이고, m/s는 km/h ÷ 3.6, mph는 km/h ÷ 1.609344입니다.
3. 필요 파워: 도로 사이클링 파워 모델(Martin 외, 1998)을 그대로 씁니다. 바퀴에서 나가는 파워 = (공기저항력 + 구름저항력 + 중력) × 지면 속도이고, 공기저항력 = ½ × 공기밀도 1.225kg/m³ × CdA × (속도 + 맞바람)², 구름저항력 = Crr × 전체 무게 × 9.80665 × cosθ, 중력 = 전체 무게 × 9.80665 × sinθ(θ = atan(경사% ÷ 100))입니다. 페달 파워는 바퀴 파워를 구동 효율 97.6%로 나눈 값입니다. 자세는 CdA(공기저항 면적 m²), 노면은 Crr(구름저항계수)를 대표값으로 정하고, 바퀴의 회전 관성과 가속·감속은 넣지 않습니다.
4. 파워로 속도: 위 식은 속도의 3차식이라 파워를 넣고 속도를 바로 풀 수 없으므로, 0~180km/h 범위에서 페달 파워가 목표와 같아지는 속도를 수치로 찾습니다. 내리막이나 센 뒷바람처럼 페달 없이도 속도가 나는 조건에서는 필요 파워를 0으로 두고 '페달 없이 나오는 속도'를 대신 보여 줍니다.
5. 소모 열량: 페달 일(kJ) = 파워(W) × 시간(초) ÷ 1000입니다. 사람 근육의 효율이 약 24%(18~26%)이고 1kcal = 4.184kJ이므로 kJ ÷ 4.184 ÷ 0.24 ≈ kJ × 1.0, 곧 소모 kcal은 페달 일 kJ와 거의 같습니다. 이 효율은 안정 시 대사까지 포함한 총효율이므로, 결과는 주행 중 총소모의 어림값입니다.
6. 기어·케이던스: 기어비 = 앞 체인링 톱니 ÷ 뒤 스프라켓 톱니, 전개(m) = 기어비 × 휠 둘레(mm) ÷ 1000, 기어 인치 = 기어비 × 둘레 ÷ π ÷ 25.4, 속도(km/h) = 케이던스(rpm) × 전개 × 60 ÷ 1000입니다. 둘레 목록은 CatEye 타이어 둘레표(2015) 값입니다. 목록에 없는 규격은 ISO 식 π × (비드 지름 + 2 × 타이어 폭)으로 어림해 직접 입력에 넣을 수 있습니다.

기본 조건: 아래 표와 예시는 체중 70kg + 자전거·짐 10kg, 후드 자세, 아스팔트, 평지, 무풍 조건입니다. 계산기에서 조건을 바꾸면 값이 달라집니다.

거리·시간별 평균 속도와 필요 파워

속도가 올라갈수록 필요 파워가 가파르게 늘어나는 이유는 공기저항에 드는 파워가 속도의 세제곱에 비례해서입니다(저항력은 제곱, 파워는 세제곱). 시속 25km에서 99W이던 것이 시속 40km에서는 337W로 3.4배가 되고, 그 가운데 공기저항 몫이 85%에 이릅니다. 반대로 시속 18~20km의 통근 속도에서는 50W 안팎이면 충분해 오래 유지하기 쉽습니다.

기어표: 50/34T × 11-28T, 90rpm, 700×25C

기어표는 같은 케이던스에서 기어마다 나오는 이론 속도입니다. 아래는 로드 자전거에 가장 흔한 컴팩트 크랭크(50/34T)와 11-28T 카세트를 700×25C 타이어(둘레 2,105mm)에 걸고 90rpm으로 돌렸을 때의 값입니다. 계산기의 기어표는 넣은 구성대로 다시 그려지고, 지금 쓰는 기어 칸을 강조합니다.

가장 무거운 50T × 11T(기어비 4.55)는 90rpm에서 시속 51.7km, 가장 가벼운 34T × 28T(기어비 1.21)는 13.8km로 3.7배 차이가 납니다. 평지 순항 시속 25km는 50T × 17T라면 67rpm, 34T × 15T라면 87rpm 근처여서, 보통 80~100rpm을 편하게 느끼는 사람은 뒤 톱니를 한두 단 바꿔 가며 맞추게 됩니다.

같은 150W로 자세·노면·경사·바람이 달라지면

파워미터로 150W를 꾸준히 낸다고 할 때 조건별 평균 속도와 30km에 걸리는 시간입니다. 기본 조건에서 한 가지씩만 바꿨습니다.

평지에서는 자세가 속도를 가르지만, 오르막 6%에서는 공기저항 몫이 작아져 자세보다 전체 무게가 속도를 정합니다. 바람은 지면 속도가 아니라 '속도 + 맞바람'의 제곱으로 들어가므로 맞바람 15km/h가 시속 8km를 빼앗는 동안 같은 세기의 뒷바람은 시속 10km를 보태 주어, 왕복 코스는 바람이 없을 때보다 평균이 느려집니다.

자주 틀리는 경우

• 이동 평균과 전체 평균을 섞는 경우: 사이클컴퓨터와 앱의 '평균 속도'는 멈춘 시간을 뺀 이동 평균이 많습니다. 출발부터 도착까지 걸린 시간으로 나눈 값은 그보다 낮으므로, 약속 시각을 잡을 때는 전체 시간을 넣어야 합니다.
• 휠 둘레를 바퀴 지름으로 넣는 경우: 전개와 속도는 둘레(한 바퀴 거리)로 구합니다. 700C 바퀴의 둘레는 2.1m 안팎이고 지름은 0.67m입니다. 둘레를 1% 틀리게 넣으면 속도도 1% 틀립니다.
• 기어 인치와 전개를 같은 것으로 보는 경우: 기어 인치는 '지름이 이만한 바퀴에 직접 페달을 단 것과 같다'는 옛 단위(인치)이고, 전개는 페달 한 바퀴에 나아가는 거리(m)입니다. 둘 다 기어의 무거움을 나타내지만 수치는 다릅니다.
• 케이던스를 바퀴 회전수로 착각하는 경우: 케이던스는 페달(크랭크)이 1분에 도는 횟수입니다. 바퀴 회전수는 여기에 기어비를 곱한 값입니다.
• 경사를 각도로 넣는 경우: 경사 %는 수평 100m에 몇 m 오르는지입니다. 3%는 약 1.7°, 10%는 약 5.7°입니다. 내비게이션 앱이 보여 주는 '평균 경사'는 구간마다 다른 가파른 곳을 평균한 값이라 체감보다 완만하게 나올 수 있습니다.
• 측풍을 맞바람으로 넣는 경우: 이 계산기는 진행 방향 성분만 받습니다. 옆에서 부는 바람은 방향을 모르면 0으로 두고 비교하는 편이 낫습니다.
• 전기자전거의 보조 상한을 모르는 경우: 「자전거 이용 활성화에 관한 법률」 제2조 제1호의2는 전기자전거를 페달과 전동기가 함께 움직이고 시속 25km 이상에서는 전동기가 작동하지 않으며 전체 중량이 30kg 미만인 자전거로 정의합니다(현행, 2023년 7월 4일 시행). 25km/h 위로는 본인 파워만으로 달리게 되므로, 속도계의 표시선을 넘는 구간은 사람이 낼 파워로 계산해야 합니다.

한계와 주의

• 필요 파워와 '파워로 속도'는 정속 주행을 가정한 모델값입니다. 신호 대기 뒤 가속, 코너, 드래프팅(앞 사람 뒤에 붙기), 타이어 공기압, 젖은 노면, 옷차림은 반영하지 않습니다. 파워미터 기록과 10~20% 차이는 흔합니다.
• 자세별 CdA와 노면별 Crr은 대표값입니다. 풍동 측정을 모은 리뷰(Crouch 외 2017 Table 4)는 업라이트(스템·후드 자세 포함) 0.27~0.36m², 드롭 0.24~0.33m², TT 0.21~0.30m²를 보고하고 드롭이 업라이트보다 15~20% 작다고 적습니다. 이 계산기는 선수가 아닌 일반 라이더를 생각해 범위의 위쪽인 후드 0.34·드롭 0.32(Nonweiler 1956: 0.311, Barry 외 2015: 0.325)·에어로바 0.27을 쓰고, 핸들바 위 0.40과 MTB 직립 0.50은 그보다 큰 가정값입니다. 아스팔트 0.005는 고압 로드 타이어 롤러 측정 범위(0.0022~0.0050)의 위쪽 끝이고, 콘크리트 0.006·자갈 0.012·흙길 0.020은 가정값입니다. 같은 자세라도 체격·옷·휠·헬멧에 따라 CdA가 0.05m² 이상 달라지고, 타이어와 공기압에 따라 Crr도 두 배 가까이 달라지므로 본인 값을 안다면 자세·노면을 '직접 입력'으로 바꿔 넣으세요.
• 공기밀도는 해수면 15℃의 1.225kg/m³로 고정했습니다. 고지대나 더운 날에는 밀도가 낮아 같은 파워로 조금 더 빠르고, 추운 날에는 반대입니다.
• 소모 열량은 총효율 24% 가정의 어림값(안정 시 대사를 포함한 주행 중 총소모)이며 바람·추위로 잃는 열은 반영하지 않습니다. 식단이나 감량 계획의 근거로 쓰기보다 라이딩끼리 비교하는 용도로 보세요.
• 기어표의 속도는 이론값입니다. 체인이 크게 비스듬한 조합(큰 체인링 × 큰 스프라켓, 작은 × 작은)은 마모와 손실이 커서 실제로는 피하는 조합입니다.
• 입력값은 서버로 보내지 않고 링크 복사 때만 주소 뒤에 붙습니다. 주행 중에는 화면을 조작하지 말고 안전한 곳에 멈춘 뒤 바꾸세요.

출처

• 01Martin JC, Milliken DL, Cobb JE, McFadden KL, Coggan AR. Validation of a Mathematical Model for Road Cycling Power. J Appl Biomech 14(3):276–291, 1998공기저항·구름저항·중력·구동 손실로 이루어진 파워 모델, 측정값과의 표준오차 2.7W(PMID 28121252)
• 02Malizia F, Blocken B. Bicycle aerodynamics: History, state-of-the-art and future perspectives. J Wind Eng Ind Aerodyn 200:104134, 2020Table 2 드롭 자세 풍동 측정(Nonweiler 1956 A 0.334m²·k 0.571, Barry 외 2015 A 0.472m²·k 0.422 → CdA 0.31~0.33m²), Table 1 구름저항계수(Wilson 2004 평균 0.008, Bourlet 1894 도로 0.009·트랙 0.004), Kyle 1989 클립온 바 13.7~15.5% 감소
• 03CatEye: Tire Circumference Chart (2015-11-06, PDF)700×23C 2,096mm·25C 2,105·28C 2,136·32C 2,155·38C 2,180·29×2.1 2,288·27.5×2.1 2,148·26×1.95 2,050·20×1.75 1,515·16×1.5 1,185mm
• 04자전거 이용 활성화에 관한 법률 제2조(정의) — 국가법령정보센터제1호의2 전기자전거: 시속 25km 이상에서 전동기 미작동, 전체 중량 30kg 미만(현행, 시행 2023-07-04)
• 05ISO 2533:1975 Standard Atmosphere해수면 15℃ 공기밀도 1.225kg/m³
• 06Rolling resistance — rolling resistance coefficient examples고압 자전거 타이어 롤러 측정 Crr 0.0022~0.0050(biketechreview 자료 인용)
• 07Bicycle performance — energy efficiency, drivetrain근육 효율 18~26%, 체인 구동 손실 1~7%(Wilson & Papadopoulos, Bicycling Science 인용)
• 08Crouch TN, Burton D, LaBry ZA, Blair KB. Riding against the wind: a review of competition cycling aerodynamics. Sports Engineering 20:81–110, 2017Table 4 풍동 측정 CdA: 업라이트(스템·후드 자세 포함) 0.27~0.36m², 드롭 0.24~0.33m², TT 0.21~0.30m², 업라이트 → 드롭 15~20% 감소
• 09TrainingPeaks: Predicting and Measuring Kilojoules사람의 효율 20~25%와 1kcal = 4.184kJ이 상쇄되어 페달 kJ와 소모 kcal이 1:1
• 10서울시 보도자료: 행복속도 20km, 한강공원 자전거도로 안전성 높인다 (2021-11-22)시민 밀집·사고 다발 구역에 안전속도 시속 20km 노면표시 106개

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