์ ์ง ๊ฑฐ๋ฆฌ๋?
์ ์ง ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ ์ํ ์์๊ฐ ๋ํ๋ ์๊ฐ๋ถํฐ ์ฐจ๋์ด ์์ ํ ๋ฉ์ถ ๋๊น์ง ์ด๋ํ๋ ์ ์ฒด ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ฅผ ๋งํฉ๋๋ค. ์ ์ง ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ ๋ ๋ถ๋ถ์ผ๋ก ๋๋ฉ๋๋ค. ์ด์ ์๊ฐ ์ํ์ ์ธ์งํ๊ณ ๋ธ๋ ์ดํฌ๋ก ๋ฐ์ ์ฎ๊ธฐ๋ ๋์ ์ด๋ํ๋ ๋ฐ์ ๊ฑฐ๋ฆฌ(๊ณต์ฃผ ๊ฑฐ๋ฆฌ)์, ๋ธ๋ ์ดํฌ๋ฅผ ๋ฐ์ ๋ค ์ฐจ๋์ด ๋ฉ์ถ ๋๊น์ง ์ด๋ํ๋ ์ ๋ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ๋๋ค. ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ด๋ค ์ฐจ๋, ์ด๋ค ๋๋ก์์๋ ๋จ์๋ง ์ผ๊ด๋๊ฒ ์ ๋ ฅํ๋ฉด ์ ์ฉํ ์ ์๋ ๋ฒ์ฉ ๋ฌผ๋ฆฌ ๋ชจ๋ธ์ ์ฌ์ฉํฉ๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
์ฃผํ ์๋๋ฅผ km/h ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํ๊ณ , ๋ฐ์ ์๊ฐ์ ์ด ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํฉ๋๋ค(์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฃผ์๋ ฅ์ด ์ข์ ์ด์ ์๋ ์ฝ 1.0~1.5์ด). ํ์ด์ด์ ๋ ธ๋ฉด ์ฌ์ด์ ๋ง์ฐฐ๊ณ์๋ ์ ๋ ฅํ์ธ์(๋ง๋ฅธ ์์คํํธ๋ ์ฝ 0.7, ์ ์ ๋ ธ๋ฉด์ ์ฝ 0.4, ๋นํ์ ์ฝ 0.1). ๋ง์ง๋ง์ผ๋ก ์ค๋ ฅ๊ฐ์๋(9.81 m/sยฒ)๋ฅผ ์ ๋ ฅํฉ๋๋ค. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๊ฐ ์๋๋ฅผ m/s๋ก ๋ณํํ ๋ค ๋ฐ์ ๊ฑฐ๋ฆฌ, ์ ๋ ๊ฑฐ๋ฆฌ, ์ ์ฒด ์ ์ง ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ฅผ ๋ฏธํฐ ๋จ์๋ก ์๋ ค์ค๋๋ค.
๊ณต์ ์ค๋ช
์ ๋ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ ์๋์ง ๋ณด์กด ๋ฒ์น์์ ๋์ต๋๋ค. ์ด๋ ์๋์ง \(\tfrac{1}{2}mv^{2}\)๊ฐ ๋ง์ฐฐ์ด ํ ์ผ(\(\mu m g \cdot d\))๊ณผ ๊ฐ์ผ๋ฏ๋ก, \(d = \frac{v^{2}}{2\mu g}\)๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ๋ฐ์ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ ๋จ์ํ ์๋์ ๋ฐ์ ์๊ฐ์ ๊ณฑํ ๊ฐ, ์ฆ \(v \cdot t\)์ ๋๋ค. ๋ ๊ฐ์ ๋ํ๋ฉด ์ ์ฒด ์ ์ง ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ฉ๋๋ค.
$$d = v \cdot t + \frac{v^{2}}{2\mu g}$$์ฌ๊ธฐ์ ์ ๋ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ ์๋์ ์ ๊ณฑ์ ๋น๋กํ๋ค๋ ์ ์ ์ฃผ๋ชฉํ์ธ์. ์๋๊ฐ ๋ ๋ฐฐ๊ฐ ๋๋ฉด ์ ๋ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ ์ฝ ๋ค ๋ฐฐ๋ก ๋์ด๋ฉ๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
๋ง๋ฅธ ๋ ธ๋ฉด(\(\mu = 0.7\))์์ 100 km/h(27.78 m/s)๋ก ์ฃผํํ๋ฉฐ ๋ฐ์ ์๊ฐ์ด 1.5์ด์ธ ๊ฒฝ์ฐ: ๋ฐ์ ๊ฑฐ๋ฆฌ
$$27.78 \times 1.5 \approx 41.67 \text{ m}$$์ ๋ ๊ฑฐ๋ฆฌ
$$\frac{27.78^{2}}{2 \times 0.7 \times 9.81} \approx \frac{771.6}{13.734} \approx 56.19 \text{ m}$$์ ์ฒด ์ ์ง ๊ฑฐ๋ฆฌ \(\approx 97.86\) m.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
๋๋ก ๊ฒฝ์ฌ๋ ๋ฐ์๋๋์? ์๋์. ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ํํํ ๋ ธ๋ฉด์ ๊ฐ์ ํฉ๋๋ค. ๋ด๋ฆฌ๋ง์์๋ ์ ์ง ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ ๊ธธ์ด์ง๋๋ค.
๋ง์ฐฐ๊ณ์๋ ์ด๋ค ๊ฐ์ ์จ์ผ ํ๋์? ๋๋ต ๋ง๋ฅธ ๋ ธ๋ฉด 0.7, ์ ์ ๋ ธ๋ฉด 0.4, ๋นํ์ด๋ ๋๊ธธ์ 0.1~0.2์ ๋๋ค.
์ km/h๋ฅผ m/s๋ก ๋ณํํ๋์? ๋ฌผ๋ฆฌ ๊ณต์์ SI ๋จ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฏ๋ก ์๋๊ฐ ์ด๋น ๋ฏธํฐ(m/s) ๋จ์์ฌ์ผ ํฉ๋๋ค(km/h๋ฅผ 3.6์ผ๋ก ๋๋๋ฉด ๋ฉ๋๋ค).